专利名称：宽负载电流测量控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电气测量工具，特别是一种宽负载电流测量控制器。
背景技术：
在宽范围负载的电机试验系统中，由于负载电流的变化范围很宽，电流的测量需 要变换不同的量程，在变换量程的过程中不能使电路回路断电，否则会对系统造成冲击，甚 至损坏系统，因此需要一种能实时采集系统负载电流，并根据负载电流的大小，即时改变电 流测量量程的测量工具。
发明内容本实用新型的目的是针对已有技术中存在的缺陷，提供一种一种宽负载电流测量 控制器。该控制器可以简化电机试验系统的控制线路，增强控制系统的自动化程度并提高 电机试验宽范围负载负载系统的可靠性和安全性。本实用新型以单片机作为控制核心，根据RS232接口传送的上位机命令，或者根 据监测到的电流量程输入按钮，确定电流测量的量程，在整个负载电流的测量过程中，控制 器将根据实际电流值来变换电流量程档，变换的规则是根据电流变化的速率，预测电流变 化情况，判断电流的变化趋势并及时将电流从原来的量程切换到需要的量程，同时可以通 过控制器的按钮进行人工干预，由人工选择合适量程，使控制器的使用更为符合实际需求。 整个控制器的使用是以低于24V的安全电压来控制220V以上的供电系统，而且通过光电隔 离，操作人员更安全。为增加控制器的抗干扰能力，输出接口全部采用继电器进行隔离和放 大，控制器可以工作在恶劣的电气环境。本实用新型包括电源1、输入按钮电路2、单片机3、输出放大电路4、输出隔离电路 5、上位机接口 6，单片机3由集成电路D1、电容Cl、C2、C3、电阻R1、晶振CRl电连接组成， 输入按钮电路2由按钮SO S7、电阻R2电连接组成，上位机接口 6由集成电路Dl的管脚 10、11、20、29、30和外围线路构成，输入按钮电路2的输出端、上位机接口 6的输出端与单 片机3的集成电路Dl的输入端电连接，集成电路Dl的输出端与输出放大电路4的输入端 电连接，输出放大电路4的输出端与输出隔离电路5的继电器线圈电连接，电源1输出直流 24V和5V电压给各电路模块供电。本实用新型的优点是采用了单片机进行控制和通讯，以简单的电路实现在不断电 的情况下对宽范围负载电流测量控制的要求，线路简单，抗干扰效果好，成本低廉，操作安 全可靠，具有很强的实用价值。
图1本实用新型的电气线路原理框图；图2本实用新型的电气线路原理图。图中1电源、2输入按钮电路、3单片机、4输出放大电路、5输出隔离电路、6上位 机接口、CRl 晶振、Cl、C2、C3、C4、C5、C6、C7、电容、Rl、R2、R3、R4、R5、RO 电阻、Dl 集成电路、Si、S2、S3、S4三极管、Dl、D2 二极管、Li、L2、LO发光二极管、Jl、J2继电器、B变压器 1、CHl磁环、ZLl整流桥、Vl稳压模块。
具体实施方式

以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。参照图1、图2，本实用新型由电源1、输入按钮电路2、单片机3、输出放大电路4、 输出隔离电路5、上位机接口 6等六部分组成。各电路模块之间的连接击功能电源1的 输入端接交流220V电压，输出直流24V和5V工作电源，给各电路模块供电。输入按钮电 路2的各按钮输出端与单片机3的集成电路单片机8031 Dl的输入端连接，由单片机3实 时检测各按钮输入，有按钮按下后，单片机3即根据按钮来进入处理程序。单片机3为控制 器的核心，其功能是检测按钮的输入或者接收来自上位机的命令，并根据输入来控制输出 隔离电路5。由于单片机3的输出端口的驱动能力较小，为增加驱动能力和抗干扰能力，本 实用新型采用三极管对单片机输出的开关信号进行放大，从而来驱动继电器，而输出放大 电路4的功能就是对单片机3的驱动信号放大，输出放大电路4的输入端接集成电路Dl的 输出端，输出放大电路4的输出端与输出隔离电路5的继电器线圈电连接。输出隔离电路 5的继电器输出端为控制器的输出端，其主要功能是将本控制器与外部进行隔离，增强抗干 扰能力，同时进一步放大驱动能力，达到控制宽负载系统电流测量量程的目的。来自上位机 接口 6的信号传输给集成电路Dl的输入端，其输出接控制端子，其功能为完成本控制器和 上位机的通讯，接收来自上位机的命令。本控制器的输入和输出的接口数可以根据实际需 要而增减，以适应实际需要，使用灵活。参见图2，这是本实用新型的电气线路原理图，电源1由变压器Bi、磁环CH1、整流 桥ZL1、稳压模块VI、电容C4、C5、C6、C7、电阻R0、发光二极管LO电连接组成。其分别输出 直流正24V和正5V。输入按钮电路2由按钮SO S7、电阻R2电连接组成。当按钮按下时 单片机3的Pl输入端口的电平被拉低，从而检测到按钮的动作，如果按钮较多，可以扩展按 钮的数量以增加输入端口。单片机3由集成电路D1、电容Cl、C2、C3、电阻R1、晶振CRl电 连接组成。单片机3主要功能是接收和处理上位机命令、监测按钮的输入，控制继电器的输 出，按照宽范围负载量程的电流测量需求，在接收到上位机命令或监测到按钮输入后，判 断是否需要变换到新的量程，如果是新量程，则输出到该新量程档，并且保持旧量程档的输 出，经过适当的延迟后再断开旧的量程档，进行测量。输出放大电路4由电阻R3、R4、R5、三 极管S1、S2、S3、S4、二极管D1、D2、发光二极管L1、L2电连接组成。输出放大电路4的功能 是将单片机3输出的信号经过两级放大以驱动输出隔离电路5的继电器。输出隔离电路5 由继电器J1、J2组成。。其输入端由输出放大电路4的三极管控制，其输出触头接外部控制 电器。输出部分可以根据外部电器的需要选择不同驱动能力的隔离继电器，达到驱动和隔 离的目的。输出的路数也可以扩展到单片机3的PO和P2端口，最多可达16路。上位机接 口 6由集成电路Dl的管脚11、12等管脚和外围线路构成，其主要功能是完成上位机与本控 制器的通讯，接收来自上位机的命令，并由单片机3进行处理，同时将控制器的状态发回到 上位机。
权利要求1.一种宽负载电流测量控制器，包括电源(1)、输入按钮电路(2)、单片机(3)、输出放 大电路(4)、输出隔离电路(5)、上位机接口(6)，其特征在于单片机(3)由集成电路D1、电 容(1丄2丄3、电阻1 1、晶振0 1电连接组成，输入按钮电路(2)由按钮SO S7、电阻R2电 连接组成，上位机接口(6)由集成电路Dl的管脚(10、11、20、29、30)和外围线路构成，输入 按钮电路⑵的输出端、上位机接口(6)的输出端与单片机(3)的集成电路Dl的输入端电 连接，集成电路Dl的输出端与输出放大电路⑷的输入端电连接，输出放大电路⑷的输 出端与输出隔离电路(5)的继电器线圈电连接，电源⑴输出直流24V和5V电压给各电路 模块供电。
2.根据权利要求1所述的宽负载电流测量控制器，其特征在于输出放大电路(4)由电 阻R3、R4、R5、三极管Si、S2、S3、S4、二极管Dl、D2、发光二极管Li、L2电连接组成。
3.根据权利要求1所述的宽负载电流测量控制器，其特征在于输出隔离电路(5)由继 电器J1、J2组成。
4.根据权利要求1所述的宽负载电流测量控制器，其特征在于电源由变压器Bi、磁环 CH1、整流桥ZL1、稳压模块VI、电容C4、C5、C6、C7、电阻R0、发光二极管LO电连接组成。
专利摘要一种宽负载电流测量控制器，包括电源、输入按钮电路、单片机、输出放大电路、输出隔离电路、上位机接口组成，其特征在于单片机由集成电路、电容、电阻、晶振电连接组成，输入按钮电路由按钮、电阻电连接组成，上位机接口由集成电路的输入端和外围线路构成，输入按钮电路的输出端、上位机接口的输出端与单片机的集成电路的输入端电连接，集成电路的输出端与输出放大电路的输入端电连接，输出放大电路的输出端与输出隔离电路的继电器线圈电连接，电源输出直流24V和5V电压给各电路模块供电。本实用新型的优点是采用了单片机进行控制和通讯，能在不断电的情况下对宽范围负载电流测量，线路简单，抗干扰，低成本，操作安全。
文档编号G01R31/34GK201867442SQ201020249349
公开日2011年6月15日 申请日期2010年7月2日 优先权日2010年7月2日
发明者王传军, 金惟伟, 陈伟华 申请人:上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司, 上海电科电机科技有限公司