专利名称：单相电能表现场彩屏查窃仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种查窃仪，特别是一种单相电能表现场彩屏查窃仪，适用于现场测量单相电能表的误差，同时测量计量回路的电压、电流、频率、功率和功率因数；测量28次谐波含量及显示其电压、电流夹角向量图；输出低频电能脉冲，以供外接校验使用。
背景技术：
目前，现有的单相电能表现场查窃设备大都采用主机和钳表分开的结构，钳表和 主机必须通过很长的线连接，因而，这种结构的查窃设备接线繁琐，并且采集信号时容易受到干扰，测量数据不精确，使用起来很不方便。

实用新型内容本实用新型的目的是设计一种钳表和主机集合为一体的单相电能表现场彩屏查窃仪，该查窃仪接线容易，采集信号时不易受到干扰，测量数据精确，并且操作简单，使用起来非常方便。本实用新型的目的可以通过下述技术方案来实现本单相电能表现场彩屏查窃仪，由主机壳体、钳表、弹簧和工作电路板组成，其特征是所述的主机壳体由机壳上盖和机壳下盖构成，所述的钳表由钳头壳体和铁芯构成，钳头壳体由钳头左上盖、钳头左下盖、钳头右上盖和钳头右下盖构成，机壳下盖内有下埋铜柱，机壳上盖内有与下埋铜柱位置相对应的固定凹槽，机壳上盖的下部设有液晶屏观察窗，机壳上盖与机壳下盖通过机壳上盖内的安装螺丝定位孔e和f、机壳下盖内的安装螺丝定位孔e’和f’以及机壳上盖、机壳下盖内的突起和凹槽连接，钳头右下盖通过其上的定位孔d和机壳下盖内的定位孔d’与机壳下盖相连接，钳头左下盖的下部设有钳头开合控制柄，钳头开合控制柄上有定位孔c’ ’，钳头左下盖通过定位孔c’ ’安装在机壳下盖内的下埋铜柱上，钳头右上盖与钳头右下盖通过钳头右上盖上端的定位孔b、钳头右下盖上端的定位孔b’以及钳头右上盖、钳头右下盖内的突起和凹槽连接，钳头右上盖的下端通过定位孔c’装在下埋铜柱上，钳头左上盖与钳头左下盖通过钳头左上盖上端的定位孔a、钳头左下盖上端的定位孔a’以及钳头左上盖、钳头左下盖内的的突起和凹槽连接，钳头左上盖的下端通过定位孔c装在下埋铜柱上，两块铁芯分别装于钳头左上盖和钳头左下盖之间以及钳头右上盖和钳头右下盖之间，弹簧安装在机壳下盖内的固定点g处，弹簧的两侧引出端h和i分别由钳头开合控制柄右侧面上的定位点h’和机壳下盖内的定位点i’定位；所述的工作电路板安装在主机壳体内，工作电路板由主控CPU、前端信号调理电路、采频信号处理电路、数据存储电路、系统时钟电路、电源电路、彩色液晶接口电路、键盘电路和脉冲输入、输出电路构成，主控CPU用于控制整个模拟信号的输入、AD转换的输出、显不输出、蜂鸣器的响停以及输入、输出脉冲信号的控制；前端信号调理电路用于将输入的模拟信号调理成符合12位AD转换器要求的正信号，并输入到主控CPU的微控制器内；采频信号处理电路用于将输入的模拟信号调理成同频率的方波信号，并通过脉冲输入、输出电路整形后，输入到主控CPU的微控制器内进行采频；数据存储电路用于为系统参数保存和校验数据保存提供存储空间；系统时钟电路用于为数据测量和保存提供实时的日期时间记录；电源电路用于为系统提供5V和3. 3V直流电压，为前端信号调理电路和采频信号处理电路提供十一 5V直流电源电压，为脉冲输入、输出电路提供隔离5V直流电压；彩色液晶接口电路用于将经主控CPU的微控制器内部AD转换及计算得到的各种电参数显示到彩色液晶屏，并为彩色液晶屏提供背光；键盘电路用于向主控CPU的微控制器输入电平信号，使主控CPU的微控制器根据电平信号的变化判断是否有有效的按键输入；脉冲输入、输出电路用于向主控CPU的微控制器输入电能脉冲信号以及将从主控CPU的微控制器内发出的脉冲信号输出。本实用新型所述的主控CPU内有微控制器Ul、CPU上电复位电路、外部时钟电路、蜂鸣器控制电路、AD转换基准电压滤波电容、AD接口模拟电源滤波电容、模拟电源滤波电感L3、电压基准的RC滤波电路和电流基准的RC滤波电路，其中，微控制器Ul的型号为STM32F103 100，CPU上电复位电路内有电阻R33和电容C24，外部时钟电路内有8M晶振Yl以及电容C25和C26，蜂鸣器控制电路内有三极管Ql、电阻R13、二极管D5和蜂鸣器BZl，其三极管Ql的型号为9013，二极管D5的型号为IN4007，AD转换基准电压滤波电容内有电容Cll和有极性电容E7，AD接口模拟电源滤波电容内有电容C12和有极性电容E8，电压基准的RC滤波电路内有电阻R14和电容C13，电流基准的RC滤波电路内有电阻Rl和电容Cl ；前端信号调理电路内有精密电压基准产生电路、电容滤波电路、电压跟随电路、I. 25V电压基准产生电路、模拟电压输入信号产生电路、模拟电压输入信号的RC滤波电路、电流米样输入端子JII、电流输入信号的RC滤波电路、仪表放大器U4、高精度仪表放大器U5、钳位滤波电路、继电器DS1、模拟电源A5V的滤波电感LI、模拟电源A3. 3V的滤波电感L2和0欧电阻R8，其中，精密电压基准产生电路内有精密电压基准U2、电阻R20、有极性电容E9和电容C15，其精密电压基准U2的型号为NCV1009，电容滤波电路内有电容C3和有极性电容E1，电压跟随电路内有电压跟随器U3D、电阻R25和R27、有极性电容ElO以及电容C16，I. 25V电压基准产生电路内有电压跟随器U3A、U3B和U3C、电阻R3、R4、R5、R6和R26、有极性电容E2以及电容C4，所述电压跟随器U3D、U3A、U3B和U3C的型号均为LM6144，模拟电压输入信号产生电路内有交流电压220V输入端子JUl以及电阻R15、R18、R22、R24、R17、R21和R23，模拟电压输入信号的RC滤波电路内有电容C14以及电阻R16、R19、R38和R39，电流输入信号的RC滤波电路内有电容ClO以及电阻R9、R11、R10和R12，仪表放大器U4和高精度仪表放大器U5的型号分别为INA126和INA141，钳位滤波电路内有二极管D1、D2、D3和D4、电阻R2和R7以及电容C2和C5，其二极管D1、D2、D3和D4的型号均为4148，继电器DSl的型号为DSS41A03 ；采频信号处理电路内有电压跟随器U6、电压比较器U7、电阻R28、R29、R30、R31和R32以及电容C17，其中，电压跟随器U6和电压比较器U7的型号分别为0P07和LM393 ;数据存储电路内有EEPROM存储芯片U9，其型号为AT24C256N-10SI-2. 7 ;系统时钟电路内有数字时钟芯片UlI、32. 768K晶振Y2和电池BI，其数字时钟芯片Ull的型号为DS1302 ;电源电路内有开关电源芯片M2、电源开关SW、3. 3V直流电压产生电路、5V变+— 5V电源模块Ml、隔离5V电源模块M3、直流电压滤波电容I和直流电压滤波电容II，其中，开关电源芯片M2的型号为MIC29151-5，3. 3V直流电压产生电路内有低压差线性稳压器U10、电容C27和C30以及有极性电容E15和E18，其低压差线性稳压器UlO的型号为AS1117，5V变+—5V电源模块Ml的型号为IA0505KS-1W，隔离5V电源模块M3的型号为H)505S_1W，直流电压滤波电容I、内有电容C7和有极性电容E3，直流电压滤波电容II内有电容C8和有极性电容E4 ;彩色液晶接口电路内有背光电路和彩屏接口电路，其中，背光电路内有驱动芯片U12、二极管D6、电感L4、电阻R34以及有极性电容E5和E6，其驱动芯片U12的型号为SM8121，二极管D6的型号为IN4148 ，彩屏接口电路内有I. 77寸128*160TFT彩色液晶，其型号为TFT1P5618-E ；键盘电路内有机械按键SI、S2、S3、S4和S5 ;脉冲输入、输出电路内有脉冲输入、输出接口JF1、电压反相器U8、单通道光电隔离器U13和U14以及电阻R35、R37、R36、R40和R41，其中，脉冲输入、输出接口 JFl的型号为C0N5，电压反相器U8的型号为74LV14，单通道光电隔离器U13和U14的型号均为TLP181 ；其连接关系为在主控CPU内，CPU上电复位电路的复位信号输入端子NRST连接到微控制器Ul的第14引脚，外部时钟电路晶振Yl两端的引出端子Xl和X2分别连接到微控制器Ul的第13和第12引脚，蜂鸣器控制电路的电阻R13引出端子KO连接到微控制器Ul的第26引脚，AD转换基准电压滤波电容的引出端子2. 5V和AGND分别连接到微控制器Ul的第21和第20引脚，AD接口模拟电源滤波电容的引出端子VDDA和AGND分别连接到微控制器Ul的第22和第19引脚，模拟电源滤波电感L3的一端连接到微控制器Ul的第22引脚，其另一端连接3. 3V直流电压VCC3. 3，电压基准的RC滤波电路内的电阻R14和电容C13的一端均连接到微控制器Ul的第24引脚，电流基准的RC滤波电路内的电阻Rl和电容Cl的一端均连接到微控制器Ul的第16引脚；在前端信号调理电路内，模拟电源A5V的滤波电感LI 一端接5V直流电压，其另一端产生A5V模拟电源电压信号，并连接电容滤波电路内有极性电容El的正极，有极性电容El的正极与精密电压基准产生电路的电阻R20引出端子A5V相连接，同时与I. 25V电压基准产生电路内电压跟随器U3A的电压输入端相连接，精密电压基准U2的第6引脚引出高精度2. 5V基准电压信号端子2. 5V与电压跟随电路内有极性电容ElO的正极相连接，电压跟随电路产生电压基准信号VREF，I. 25V电压基准产生电路的电阻R3引出端子VREF连接电压基准信号VREF，1.25V电压基准产生电路内电压跟随器U3B的第7引脚和电压跟随器U3C的第8引脚分别引出I. 25V电压基准信号REFV和REFI，模拟电压输入信号产生电路内，交流电压220V输入端子JUl连接交流220V电源，电阻R17的引出端子REFV连接I. 25V电压基准信号REFV，电阻R18和R22之间引出模拟电压输入信号Ua,电阻R17和R21之间引出模拟电压输入信号UF,模拟电压输入信号的RC滤波电路内，电阻R19和R39之间引出端子VREF连接电压基准信号VREF，电容C14的两端连接模拟电压输入信号Ua，电阻R16的引出端子Ua +和电阻R38的引出端子Ua —分别连接到仪表放大器U4的第3和第2引脚，电流采样输入端子JIl连接绕在两铁芯上漆包线输出线的两端，电流采样输入端子JIl的第I和第2引脚连接电流输入信号的RC滤波电路内电容ClO的两端，电流输入信号的RC滤波电路内，电阻Rl I和Rl2之间引出端子VREF连接电压基准信号VREF，电阻R9的引出端子Ia +和电阻RlO的引出端子Ia —分别连接到高精度仪表放大器U5的第3和第2引脚，仪表放大器U4的第5引脚连接I. 25V电压基准信号REFV，仪表放大器U4的第7、第4引脚连接+ — 5V直流电源电压，仪表放大器U4的第6引脚连接到钳位滤波电路内二极管D2的负极，高精度仪表放大器U5的第5引脚连接I. 25V电压基准信号REFI，高精度仪表放大器U5的第7、第4引脚连接+ — 5V直流电源电压，高精度仪表放大器U5的第6引脚连接到钳位滤波电路内二极管D4的负极，高精度仪表放大器U5的第I和第8引脚为放大倍数控制端，其分别连接到继电器DSl的第I和第4引脚，继电器DSl的第3引脚连接3. 3V直流电压，模拟电源A3. 3V的滤波电感L2 —端接3. 3V直流电压VCC3. 3，其另一端产生A3. 3V模拟电源电压信号，并连接钳位滤波电路内二极管Dl的负极和二极管D3的负极，O欧电阻R8为数字地和模拟地单点连接电阻；在采频信号处理电路内，电压跟随器U6的第2和第6引脚短接后连接电阻R28的一端，电阻R28的另一端连接电容C17的一端，并同时连接到电压比较器U7的第2引脚，电容C17的另一端连接O欧电阻R8，电压比较器U7的第I引脚连接电阻R30的一端，电阻R30的另一端连接电阻R29的一端，并同时与电阻R32的一端相连接，电阻R32的一端引出与电压比较器U7的输入信号同频率的方波信号Fl,电阻R32的另一端连接3. 3V直流电压VCC3. 3，电阻R29的另一端连接电阻R31的一端，并同时连接到电压比较器U7的第3引脚，电压比较器U7的第8、第4引脚连接+ — 5V直流电源电压，电压跟随器U6的第7、第4引脚连接十一 5V直流电源电压；在电源电路内，开关电源芯片M2的第I和第2引脚之间连接电源开关SW，开关电源芯片M2的第2和第3引脚 分别与7. 4V直流电源的正、负极相连接，开关电源芯片M2的第4引脚输出5V直流电压，并连接直流电压滤波电容I内有极性电容E3的正极和直流电压滤波电容II内有极性电容E4的正极，在3. 3V直流电压产生电路内，低压差线性稳压器UlO的第3引脚连接有极性电容E3的正极，有极性电容E15和电容C27并连后，有极性电容E15的正极连接到低压差线性稳压器UlO的第3引脚，有极性电容E15的负极连接到低压差线性稳压器UlO的第I引脚，有极性电容E18和电容C30并连后，有极性电容E18的正极连接到低压差线性稳压器UlO的第2引脚，有极性电容E18的负极连接到低压差线性稳压器UlO的第I引脚，低压差线性稳压器UlO的第2引脚输出3. 3V直流电压，5V变+— 5V电源模块Ml的第I引脚连接有极性电容E4的正极，5V变+ — 5V电源模块Ml的第3、第4引脚输出+ — 5V直流电源电压，隔离5V电源模块M3的第I引脚连接5V直流电压，隔离5V电源模块M3的第4引脚输出隔离5V直流电压；在彩色液晶接口电路内，有极性电容E5的正极连接3. 3V直流电压VCC3. 3，并同时与电感L4的一端相连接，电感L4的另一端连接到驱动芯片U12的第I引脚，并同时连接到二极管D6的正极，二极管D6的负极连接有极性电容E6的正极，并同时连接到I. 77寸128*160TFT彩色液晶的第2引脚，有极性电容E6的负极接地，有极性电容E5的负极连接到驱动芯片U12的第2引脚，并同时与电阻R34的一端相连接，电阻R34的另一端连接到驱动芯片U12的第3引脚，驱动芯片U12的第3引脚连接到I. 77寸128*160TFT彩色液晶的第I引脚，驱动芯片U12的第5引脚连接3. 3V直流电压VCC3. 3，驱动芯片U12的第4引脚连接到1. 77寸128*160TFT彩色液晶的第4引脚；在脉冲输入、输出电路内，脉冲输入、输出接口JFl的第3引脚连接电阻R41的一端，并同时连接到单通道光电隔离器U14的第3引脚，电阻R41的另一端连接到脉冲输入、输出接口 JFl的第I引脚，脉冲输入、输出接口 JFl的第I引脚接隔离5V直流电压，单通道光电隔离器U14的第6引脚连接到电压反相器U8的第I引脚，电压反相器U8的第4引脚连接到单通道光电隔离器U13的第3引脚，单通道光电隔离器U13的第6引脚连接到脉冲输入、输出接口 JFl的第2引脚；前端信号调理电路与主控CPU之间，电阻R14的另一端连接I. 25V电压基准信号REFV，电阻Rl的另一端连接I. 25V电压基准信号REFI，钳位滤波电路的电阻R2引出信号端子ADC4，信号端子ADC4连接到微控制器Ul的第23引脚，钳位滤波电路的电阻R7引出信号端子ADC1，信号端子ADCl连接到微控制器Ul的第15引脚，继电器DSl的第2引脚连接到微控制器Ul的第52引脚；前端信号调理电路与采频信号处理电路之间，模拟电压输入信号产生电路的电阻R17和R21之间引出的模拟电压输入信号UF输入到电压跟随器U6的第3引脚，电阻R31的另一端连接I. 25V电压基准信号REFV ;采频信号处理电路与脉冲输入、输出电路之间，电阻R32的一端所引出的方波信号Fl输入到电压反相器U8的第5引脚；脉冲输入、输出电路与主控CPU之间，电压反相器U8的第6和第2引脚分别连接到微控制器Ul的第31和第51引脚，微控制器Ul的第92弓丨脚连接到电压反相器U8的第3引脚；数据存储电路与主控CPU之间，EEPROM存储芯片U9的第5和第6引脚分别连接到微控制器Ul的第48和第47引脚；系统时钟电路与主控CPU之间，数字时钟芯片Ull的第5、第6和第7引脚分别连接到微控制器Ul的第37、第36和第35引脚；彩色液晶接口电路与主控CPU之间，I. 77寸128*160TFT彩色液晶的第7 第19引脚连接到微控制器Ul的第67 第55引脚；键盘电路与主控CPU之间，机械按键SI的JM7端、机械按键S2的JM8端、机械按键S3的JM9端、机械按键S4的JMlO端和机 械按键S5的JMll端分别连接到微控制器Ul的第84、第85、第86、第87和第88引脚。本实用新型在电源电路内，开关电源芯片M2的第2和第3引脚分别与7. 4V锂电池的正、负极相连接。本实用新型的数据存储电路所采用的接口为双线I2C接口。本实用新型的优点是1)该单相电能表现场彩屏查窃仪设计为微型手持式检测仪表，便于携带；2)将钳表和主机集合为一体，只要接入电压线即可测量单相电能表的误差，接线容易，操作简单，使用起来非常方便；3)能够避免采集信号时受到干扰，测量数据更加精确。

图I是本实用新型的整体结构示意图；图2是去掉工作电路板后，机壳上盖、钳头左上盖和钳头右上盖翻转后，本实用新型的分解结构示意图；图3是工作电路板的总体框架图；图4是主控CPU原理图；图5是前端信号调理电路原理图；图6是米频"[目号处理电路原理图；图7是数据存储电路原理图；图8是系统时钟电路原理图；图9是电源电路原理图；图10是彩色液晶接口电路原理图；图11是键盘电路原理图；图12是脉冲输入、输出电路原理图。
具体实施方式
如图I—12所示，本单相电能表现场彩屏查窃仪，由主机壳体、钳表、弹簧7和工作电路板组成，其特征是所述的主机壳体由机壳上盖I和机壳下盖6构成，所述的钳表由钳头壳体和铁芯8构成，钳头壳体由钳头左上盖2、钳头左下盖3、钳头右上盖5和钳头右下盖4构成，机壳下盖6内有下埋铜柱11，机壳上盖I内有与下埋铜柱11位置相对应的固定凹槽9，机壳上盖I的下部设有液晶屏观察窗12，机壳上盖I与机壳下盖6通过机壳上盖I内的安装螺丝定位孔e和f、机壳下盖6内的安装螺丝定位孔e’和f’以及机壳上盖I、机壳下盖6内的突起和凹槽连接，钳头右下盖4通过其上的定位孔d和机壳下盖6内的定位孔d’与机壳下盖6相连接，钳头左下盖3的下部设有钳头开合控制柄10，钳头开合控制柄10上有定位孔c’ ’，钳头左下盖3通过定位孔c’ ’安装在机壳下盖6内的下埋铜柱11上，钳头右上盖5与钳头右下盖4通过钳头右上盖5上端的定位孔b、钳头右下盖4上端的定位孔b’以及钳头右上盖5、钳头右下盖4内的突起和凹槽连接，钳头右上盖5的下端通过定位孔c’装在下埋铜柱11上，钳头左上盖2与钳头左下盖3通过钳头左上盖2上端的定位孔a、钳头左下盖3上端的定位孔a’以及钳头左上盖2、钳头左下盖3内的的突起和凹槽连接，钳头左上盖2的下端通过定位孔c装在下埋铜柱11上，两块铁芯8分别装于钳头左上盖2和钳头左下盖3之间以及钳头右上盖5和钳头右下盖4之间，弹簧7安装在机壳下盖6内的固定点g处，弹簧7的两侧引出端h和i分别由钳头开合控制柄10右侧面上的定位点h’和机壳下盖6内的定位点i’定位；所述的工作电路板安装在主机壳体内，工作电路板由主控CPU13、前端信号调理电路14、采频信号处理电路15、数据存储电路16、系统时钟电路17、电源电路18、彩色液晶接口电路19、键盘电路20和脉冲输入、输出电路21构成，主控CPU13用于控制整个模拟信号的输入、AD转换的输出、显不输出、蜂鸣器的响停以及输入、输出脉冲信号的控制；前端信号调理电路14用于将输入的模拟信号调理成符合12位AD转换器要求的正信号，并输入到主控CPU13的微控制器内；采频信号处理电路15用于将输入的模拟信号调理成同频率的方波信号，并通过脉冲输入、输出电路21整形后，输入到主控CPU13的微控制器内进行采频；数据存储电路16用于为系统参数保存和校验数据保存提供存储空间；系统时钟电路17用于为数据测量和保存提供实时的日期时间记录；电源电路18用于为系统提供5V和3. 3V直流电压，为前端信号调理电路14和采频信号处理电路15提供十一 5V直流电源电压，为脉冲输入、输出电路21提供隔离5V直流电压；彩色液晶接口电路19用于将经主控CPU13的微控制器内部AD转换及计算得到的各种电参数显示到彩色液晶屏，并为彩色液晶屏提供背光；键盘电路20用于向主控CPU13的微控制器输入电平信号，使主控CPU13的微控制器根据电平信号的变化判断是否有有效的按键输入；脉冲输入、输出电路21用于向主控CPU13的微控制器输入电能脉冲信号以及将从主控CPU13的微控制器内发出的脉冲信号输出。 如图I——12所示，所述的主控CPU13内有微控制器U1、CPU上电复位电路、外部时钟电路、蜂鸣器控制电路、AD转换基准电压滤波电容、AD接口模拟电源滤波电容、模拟电源滤波电感L3、电压基准的RC滤波电路和电流基准的RC滤波电路，其中，微控制器Ul的型号为STM32F103 100，CPU上电复位电路内有电阻R33和电容C24，外部时钟电路内有8M晶振Yl以及电容C25和C26，蜂鸣器控制电路内有三极管Q1、电阻R13、二极管D5和蜂鸣器BZl，其三极管Ql的型号为9013，二极管D5的型号为IN4007，AD转换基准电压滤波电容内有电容Cll和有极性电容E7，AD接口模拟电源滤波电容内有电容C12和有极性电容E8，电压基准的RC滤波电路内有电阻R14和电容C13，电流基准的RC滤波电路内有电阻Rl和电容Cl ;前端信号调理电路14内有精密电压基准产生电路、电容滤波电路、电压跟随电路、I. 25V电压基准产生电路、模拟电压输入信号产生电路、模拟电压输入信号的RC滤波电路、电流采样输入端子JII、电流输入信号的RC滤波电路、仪表放大器U4、高精度仪表放大器U5、钳位滤波电路、继电器DS1、模拟电源A5V的滤波电感LI、模拟电源A3. 3V的滤波电感L2和O欧电阻R8，其中，精密电压基准产生电路内有精密电压基准U2、电阻R20、有极性电容E9和电容C15，其精密电压基准U2的型号为NCV1009，电容滤波电路内有电容C3和有极性电容El，电压跟随电路内有电压跟随器U3D、电阻R25和R27、有极性电容ElO以及电容C16，I. 25V电压基准产生电路内有电压跟随器U3A、U3B和U3C、电阻R3、R4、R5、R6和R26、有极性电容E2以及电容C4，所述电压跟随器U3D、U3A、U3B和U3C的型号均为LM6144，模拟电压输入信号产生电路内有交流电压220V输入端子JUl以及电阻R15、R18、R22、R24、R17、R21和R23，模拟电压输入信号的RC滤波电路内有电容C14以及电阻R16、R19、R38和R39，电流输入信号的RC滤波电路内有电容ClO以及电阻R9、R11、R10和R12，仪表放大器U4和高精度仪表放大器U5的型号分别为INA126和INA141，钳位滤波电路内有二极管Dl、D2、D3和D4、电阻R2和R7以及电容C2和C5，其二极管D1、D2、D3和D4的型号均为4148，继电器DSl的型号为DSS41A03 ;采频信号处理电路15内有电压跟随器U6、电压比较器U7、电阻R28、R29、R30、R31和R32以及电容C17，其中，电压跟随器U6和电压比较器U7的型号分别为0P07和LM393 ;数据存储电路16内有EEPROM存储芯片U9，其型号为AT24C256N-10SI-2. 7 ；系统时钟电路17内有数字时钟芯片Ul I、32. 768K晶振Y2和电池BI，其数字时钟芯片Ul I的型号为DS1302 ;电源电路18内有开关电源芯片M2、电源开关SW、3. 3V直流电压产生电路、5V变十一 5V电源模块Ml、隔离5V电源模块M3、直流电压滤波电容I和直流电压滤波电容II，其中，开关电源芯片M2的型号为MIC29151-5，3. 3V直流电压产生电路内有低压差线性稳压器U10、电容C27和C30以及有极性电容E15和E18，其低压差线性稳压器UlO的型号为ASl 117，5V变H■— 5V电源模块Ml的型号为IA0505KS-1W，隔离5V电源模块M3的型号为R)505S-1W，直流电压滤波电容I内有电容C7和有极性电容E3，直流电压滤波电容II内有电容C8和有极性电容E4 ;彩色液晶接口电路19内有背光电路和彩屏接口电路，其中，背光电路内有驱动芯片U12、二极管D6、电感L4、电阻R34以及有极性电容E5和E6，其驱动芯片U12的型号为SM8121，二极管D6的型号为IN4148，彩屏接口电路内有I. 77寸128*160TFT彩色液晶，其型号为TFT1P5618-E ;键盘电路20内有机械按键SI、S2、S3、S4和S5 ;脉冲输入、输出电路21内有脉冲输入、输出接口 JF1、电压反相器U8、单通道光电隔离器U13和U14以及电阻R35、R37、R36、R40和R41，其中，脉冲输入、输出接口 JFl的型号为C0N5，电压反相器U8的型号为74LV14，单通道光电隔离器U13和U14的型号均为TLP181 ；其连接关系为在主控CPU13内，CPU上电复位电路的复位信号输入端子NRST连接到微控制器Ul的第14引脚，外部时钟电路晶振Yl两端的引出端子Xl和X2分别连接到微控制器Ul的第13和第12引脚，蜂鸣器控制电路的电阻R13引出端子KO连接到微控制器Ul的第26引脚，AD转换基准电压滤波电容的引出端子2. 5V和AGND分别连接到微控制器Ul的第21和第20引脚，AD接口模拟电源滤波电容的引出端子VDDA和AGND分别连接到微控制器Ul的第22和第19引脚，模拟电源滤波电感L3的一端连接到微控制器Ul的第22引脚，其另一端连接3. 3V直流电压VCC3. 3，电压基准的RC滤波电路内的电阻R14和电容C13的一端均连接到微控制器Ul的第24引脚，电流基准的RC滤波电路内的电阻Rl和电容Cl的一端均连接到微控制器Ul的第16引脚；在前端信号调理电路14内，模拟电源 A5V的滤波电感LI 一端接5V直流电压，其另一端产生A5V模拟电源电压信号，并连接电容滤波电路内有极性电容El的正极，有极性电容El的正极与精密电压基准产生电路的电阻R20引出端子A5V相连接，同时与I. 25V电压基准产生电路内电压跟随器U3A的电压输入端相连接，精密电压基准U2的第6引脚引出高精度2. 5V基准电压信号端子2. 5V与电压跟随电路内有极性电容ElO的正极相连接，电压跟随电路产生电压基准信号VREF，I. 25V电压基准产生电路的电阻R3引出端子VREF连接电压基准信号VREF，I. 25V电压基准产生电路内电压跟随器U3B的第7引脚和电压跟随器U3C的第8引脚分别引出I. 25V电压基准信号REFV和REFI，模拟电压输入信号产生电路内，交流电压220V输入端子JUl连接交流220V电源，电阻R17的引出端子REFV连接I. 25V电压基准信号REFV，电阻R18和R22之间引出模拟电压输入信号Ua,电阻R17和R21之间引出模拟电压输入信号UF,模拟电压输入信号的RC滤波电路内，电阻R19和R39之间引出端子VREF连接电压基准信号VREF，电容C14的两端连接模拟电压输入信号Ua,电阻R16的引出端子Ua +和电阻R38的引出端子Ua — 分别连接到仪表放大器U4的第3和第2引脚，电流采样输入端子JIl连接绕在两铁芯8上漆包线输出线的两端，电流采样输入端子JIl的第I和第2引脚连接电流输入信号的RC滤波电路内电容ClO的两端，电流输入信号的RC滤波电路内，电阻Rll和R12之间引出端子VREF连接电压基准信号VREF，电阻R9的引出端子Ia +和电阻RlO的引出端子Ia —分别连接到高精度仪表放大器U5的第3和第2引脚，仪表放大器U4的第5引脚连接I. 25V电压基准信号REFV，仪表放大器U4的第7、第4引脚连接+ — 5V直流电源电压，仪表放大器U4的第6引脚连接到钳位滤波电路内二极管D2的负极，高精度仪表放大器U5的第5引脚连接I. 25V电压基准信号REFI，高精度仪表放大器U5的第7、第4引脚连接+ — 5V直流电源电压，高精度仪表放大器U5的第6引脚连接到钳位滤波电路内二极管D4的负极，高精度仪表放大器U5的第I和第8引脚为放大倍数控制端，其分别连接到继电器DSl的第I和第4引脚，继电器DSl的第3引脚连接3. 3V直流电压，模拟电源A3. 3V的滤波电感L2 —端接3. 3V直流电压VCC3. 3，其另一端产生A3. 3V模拟电源电压信号，并连接钳位滤波电路内二极管Dl的负极和二极管D3的负极，0欧电阻R8为数字地和模拟地单点连接电阻；在采频信号处理电路15内，电压跟随器U6的第2和第6引脚短接后连接电阻R28的一端，电阻R28的另一端连接电容C17的一端，并同时连接到电压比较器U7的第2引脚，电容C17的另一端连接0欧电阻R8，电压比较器U7的第I引脚连接电阻R30的一端，电阻R30的另一端连接电阻R29的一端，并同时与电阻R32的一端相连接，电阻R32的一端引出与电压比较器U7的输入信号同频率的方波信号F1，电阻R32的另一端连接3. 3V直流电压VCC3. 3，电阻R29的另一端连接电阻R31的一端，并同时连接到电压比较器U7的第3引脚，电压比较器U7的第8、第4引脚连接+— 5V直流电源电压，电压跟随器U6的第7、第4引脚连接+— 5V直流电源电压；在电源电路18内，开关电源芯片M2的第I和第2引脚之间连接电源开关SW，开关电源芯片M2的第2和第3引脚分别与7. 4V直流电源的正、负极相连接，开关电源芯片M2的第4引脚输出5V直流电压，并连接直流电压滤波电容I内有极性电容E3的正极和直流电压滤波电容II内有极性电容E4的正极，在3. 3V直流电压产生电路内，低压差线性稳压器UlO的第3引脚连接有极性电容E3的正极，有极性电容E15和电容C27并连后，有极性电容E15的正极连接到低压差线性稳压器UlO的第3引脚，有极性电容E15的负极连接到低压差线性稳压器UlO的第I引脚，有极性电容E18和电容C30并连后，有极性电容E18的正极连接到低压差线性稳压器UlO的第2引脚，有极性电容E18的负极连接到低压差线性稳压器UlO的第I引脚，低压差线性稳压器UlO的第2引脚输出3. 3V直流电压，5V变+ —5V电源模块Ml的第I引脚连接有极性电容E4的正极，5V变+— 5V电源模块Ml的第3、第4引脚输出十一 5V直流电源电压，隔离5V电源模块M3的第I引脚连接5V直流电压，隔离5V电源模块M3的第4引脚输出隔离5V直流电压；在彩色液晶接口电路19内，有极性电容E5的正极连接3. 3V直流电压VCC3. 3，并同时与电感L4的一端相连接，电感L4的另一端连接到驱动芯片U12的第I引脚，并同时连接到二极管D6的正极，二极管D6的负极连接有极性电容E6的正极，并同时连接到I. 77寸128*160TFT彩色液晶的第2引脚，有极性电容E6的负极接地，有极性电容E5的负极连接到驱动芯片U12的第2引脚，并同时与电阻R34的一端相连接，电阻R34的另一端连接到驱动芯片U12的第3引脚，驱动芯片U12的第3引脚连接到I. 77寸128*160TFT彩色液晶的第I引脚，驱动芯片U12的第5引脚连接3. 3V直流电压VCC3. 3，驱动芯片U12的第4引脚连接到I. 77寸128*160TFT彩色液晶的第4引脚；在脉冲输入、输出电路21内，脉冲输入、输出接口 JFl的第3引脚连接电阻R41的一端，并同时连接到单通道光电隔离器U14的第3引脚，电阻R41的另一端连接到脉冲输入、输出接口 JFl的第I引脚，脉冲输入、输出 接口 JFl的第I引脚接隔离5V直流电压，单通道光电隔离器U14的第6引脚连接到电压反相器U8的第I引脚，电压反相器U8的第4引脚连接到单通道光电隔离器U13的第3引脚，单通道光电隔离器U13的第6引脚连接到脉冲输入、输出接口 JFl的第2引脚；前端信号调理电路14与主控CPU13之间，电阻R14的另一端连接I. 25V电压基准信号REFV，电阻Rl的另一端连接I. 25V电压基准信号REFI，钳位滤波电路的电阻R2弓丨出信号端子ADC4，信号端子ADC4连接到微控制器Ul的第23引脚，钳位滤波电路的电阻R7引出信号端子ADC1，信号端子ADCl连接到微控制器Ul的第15引脚，继电器DSl的第2引脚连接到微控制器Ul的第52引脚；前端信号调理电路14与采频信号处理电路15之间,模拟电压输入信号产生电路的电阻R17和R21之间引出的模拟电压输入信号UF输入到电压跟随器U6的第3引脚，电阻R31的另一端连接I. 25V电压基准信号REFV ;采频信号处理电路15与脉冲输入、输出电路21之间，电阻R32的一端所引出的方波信号Fl输入到电压反相器U8的第5引脚；脉冲输入、输出电路21与主控CPU13之间，电压反相器U8的第6和第2引脚分别连接到微控制器Ul的第31和第51引脚，微控制器Ul的第92引脚连接到电压反相器U8的第3引脚；数据存储电路16与主控CPU13之间，EEPROM存储芯片U9的第5和第6引脚分别连接到微控制器Ul的第48和第47引脚；系统时钟电路17与主控CPU13之间，数字时钟芯片Ull的第5、第6和第7引脚分别连接到微控制器Ul的第37、第36和第35引脚；彩色液晶接口电路19与主控CPU13之间，I. 77寸128*160TFT彩色液晶的第7 第19引脚连接到微控制器Ul的第67 第55引脚；键盘电路20与主控CPU13之间，机械按键SI的JM7端、机械按键S2的JM8端、机械按键S3的JM9端、机械按键S4的JMlO端和机械按键S5的JMll端分别连接到微控制器Ul的第84、第85、第86、第87和第88引脚。在电源电路18内，开关电源芯片M2的第2和第3引脚分别与7. 4V锂电池的正、负极相连接。数据存储电路16所采用的接口为双线I2C接口。本单相电能表现场彩屏查窃仪的工作原理是该查窃仪的主机和钳表集合为一体。当测量电能表的电流时，按下钳头开合控制柄10，钳表的钳头打开，此时，在钳头内卡入电能表的火线入线即可测量电流参数；当测量电能表的相对误差时，只要继续将电压线接入查窃仪的电压输入端子上即可测量电能表的相对误差，操作更简单；当查窃仪钳入电能表的火线入线、接入电压线后，输入查窃仪内的电压、电流模拟信号经过查窃仪内部工作电路板上的前端信号调理电路14调理后，一路经采频信号处理电路15处理得到同频率的方波信号，并经脉冲输入、输出电路21整形后，输入到主控CPU13的微控制器Ul内进行采频，然后经微控制器Ul计算得到频率电参数 ，另一路直接输入到主控CPU13的微控制器Ul内，经微控制器Ul内部AD转换后，得到两组同时刻瞬时电压、电流采样值，采样值经过经微控制器Ul计算得到电压、电流、功率、功率因数等电参数，各种电参数被送到彩色液晶接口电路19显示以及数据存储电路16保存，另外，微控制器Ul实时计算累计电能，然后根据查窃仪设定的电表常数480r/kW*h计算输出脉冲频率，再经脉冲输入、输出电路21输出电能脉冲；在彩色液晶接口电路19内I. 77寸128*160TFT彩色液晶的误差测量显示界面，当有电能脉冲输入时，主控CPU13记录下开始的电能数值El，查窃仪接收N个脉冲(N的具体取值由操作人员设定)结束后，记录下结束时的电能数值E2，则累计电能为E2 — E1，则电能表的相对误差可以按照以下公式计算电能表的相对误差=算定电能一累计电能/累计电能XlOO % ；其中算定电能=N/电表常数。经上述公式计算得到的电能表的相对误差显示在I. 77寸128*160TFT彩色液晶的
误差测量显示界面。
权利要求1.一种单相电能表现场彩屏查窃仪，由主机壳体、钳表、弹簧(7)和工作电路板组成，其特征是所述的主机壳体由机壳上盖(I)和机壳下盖(6)构成,所述的钳表由钳头壳体和铁芯(8)构成，钳头壳体由钳头左上盖(2)、钳头左下盖(3)、钳头右上盖(5)和钳头右下盖(4)构成，机壳下盖(6)内有下埋铜柱(11)，机壳上盖(I)内有与下埋铜柱(11)位置相对应的固定凹槽(9)，机壳上盖(I)的下部设有液晶屏观察窗(12)，机壳上盖(I)与机壳下盖(6)通过机壳上盖(I)内的安装螺丝定位孔e和f、机壳下盖(6)内的安装螺丝定位孔e’和f’以及机壳上盖(I)、机壳下盖(6)内的突起和凹槽连接，钳头右下盖(4)通过其上的定位孔d和机壳下盖(6)内的定位孔d’与机壳下盖(6)相连接，钳头左下盖(3)的下部设有钳头开合控制柄(10 )，钳头开合控制柄(10 )上有定位孔c ’ ’，钳头左下盖(3 )通过定位孔c ’ ’安装在机壳下盖(6)内的下埋铜柱(11)上，钳头右上盖(5)与钳头右下盖(4)通过钳头右上盖(5)上端的定位孔b、钳头右下盖(4)上端的定位孔b’以及钳头右上盖(5)、钳头右下盖(4)内的突起和凹槽连接，钳头右上盖(5)的下端通过定位孔c’装在下埋铜柱(11)上，钳头左上盖(2)与钳头左下盖(3 )通过钳头左上盖(2)上端的定位孔a、钳头左下盖(3)上端的定位孔a’以及钳头左上盖(2)、钳头左下盖(3)内的的突起和凹槽连接，钳头左上盖(2)的下端通过定位孔c装在下埋铜柱(11)上，两块铁芯(8 )分别装于钳头左上盖(2 )和钳头左下盖(3 )之间以及钳头右上盖(5 )和钳头右下盖(4)之间，弹簧(7 )安装在机壳下盖(6 )内的固定点g处，弹簧(7)的两侧引出端h和i分别由钳头开合控制柄(10)右侧面上的定位点h’和机壳下盖(6)内的定位点i’定位；所述的工作电路板安装在主机壳体内，工作电路板由主控CPU (13)、前端信号调理电路(14 )、采频信号处理电路(15 )、数据存储电路(16 )、系统时钟电路(17)、电源电路(18)、彩色液晶接口电路(19)、键盘电路(20)和脉冲输入、输出电路(21)构成，主控CPU (13)用于控制整个模拟信号的输入、AD转换的输出、显示输出、蜂鸣器的响停以及输入、输出脉冲信号的控制；前端信号调理电路(14)用于将输入的模拟信号调理成符合12位AD转换器要求的正信号，并输入到主控CPU (13)的微控制器内；采频信号处理电路(15)用于将输入的模拟信号调理成同频率的方波信号，并通过脉冲输入、输出电路(21)整形后，输入到主控CPU (13)的微控制器内进行采频；数据存储电路(16)用于为系统参数保存和校验数据保存提供存储空间；系统时钟电路(17)用于为数据测量和保存提供实时的日期时间记录；电源电路(18)用于为系统提供5V和3. 3V直流电压，为前端信号调理电路(14)和采频信号处理电路(15)提供+ —5V直流电源电压，为脉冲输入、输出电路(21)提供隔离5V直流电压；彩色液晶接口电路(19)用于将经主控CPU (13)的微控制器内部AD转换及计算得到的各种电参数显示到彩色液晶屏，并为彩色液晶屏提供背光；键盘电路(20)用于向主控CPU (13)的微控制器输入电平信号，使主控CPU (13)的微控制器根据电平信号的变化判断是否有有效的按键输入；脉冲输入、输出电路(21)用于向主控CPU (13)的微控制器输入电能脉冲信号以及将从主控CPU (13)的微控制器内发出的脉冲信号输出。
2.根据权利要求I所述的单相电能表现场彩屏查窃仪，其特征是所述的主控CPU(13)内有微控制器Ul、CPU上电复位电路、外部时钟电路、蜂鸣器控制电路、AD转换基准电压滤波电容、AD接口模拟电源滤波电容、模拟电源滤波电感L3、电压基准的RC滤波电路和电流基准的RC滤波电路，其中，微控制器Ul的型号为STM32F103 100，CPU上电复位电路内有电阻R33和电容C24，外部时钟电路内有8M晶振Yl以及电容C25和C26，蜂鸣器控制电路内有三极管Q1、电阻R13、二极管D5和蜂鸣器BZ1，其三极管Ql的型号为9013，二极管D5的型号为IN4007，AD转换基准电压滤波电容内有电容Cll和有极性电容E7，AD接口模拟电源滤波电容内有电容C12和有极性电容E8，电压基准的RC滤波电路内有电阻R14和电容C13，电流基准的RC滤波电路内有电阻Rl和电容Cl ;前端信号调理电路(14)内有精密电压基准产生电路、电容滤波电路、电压跟随电路、I. 25V电压基准产生电路、模拟电压输入信号产生电路、模拟电压输入信号的RC滤波电路、电流米样输入端子JIl、电流输入信号的RC滤波电路、仪表放大器U4、高精度仪表放大器U5、钳位滤波电路、继电器DS1、模拟电源A5V的滤波电感LI、模拟电源A3. 3V的滤波电感L2和O欧电阻R8，其中，精密电压基准产生电路内有精密电压基准U2、电阻R20、有极性电容E9和电容C15，其精密电压基准U2的型号为NCV1009，电容滤波电路内有电容C3和有极性电容 E1，电压跟随电路内有电压跟随器U3D、电阻R25和R27、有极性电容ElO以及电容C16，I. 25V电压基准产生电路内有电压跟随器U3A、U3B和U3C、电阻R3、R4、R5、R6和R26、有极性电容E2以及电容C4，所述电压跟随器U3D、U3A、U3B和U3C的型号均为LM6144，模拟电压输入信号产生电路内有交流电压220V输入端子JUl以及电阻R15、R18、R22、R24、R17、R21和R23，模拟电压输入信号的RC滤波电路内有电容C14以及电阻R16、R19、R38和R39，电流输入信号的RC滤波电路内有电容ClO以及电阻R9、R11、R10和R12，仪表放大器U4和高精度仪表放大器U5的型号分别为INA126和INA141，钳位滤波电路内有二极管D1、D2、D3和D4、电阻R2和R7以及电容C2和C5，其二极管Dl、D2、D3和D4的型号均为4148，继电器DSl的型号为DSS41A03 ;采频信号处理电路(15)内有电压跟随器U6、电压比较器U7、电阻R28、R29、R30、R31和R32以及电容C17，其中，电压跟随器U6和电压比较器U7的型号分别为0P07和LM393 ;数据存储电路(16)内有EEPROM存储芯片U9，其型号为AT24C256N-10SI-2. 7 ;系统时钟电路(17)内有数字时钟芯片UlI、32. 768K晶振Y2和电池BI，其数字时钟芯片Ull的型号为DS1302 ;电源电路(18)内有开关电源芯片M2、电源开关SW、3. 3V直流电压产生电路、5V变+— 5V电源模块Ml、隔离5V电源模块M3、直流电压滤波电容I和直流电压滤波电容II，其中，开关电源芯片M2的型号为MIC29151-5，3. 3V直流电压产生电路内有低压差线性稳压器U10、电容C27和C30以及有极性电容E15和E18，其低压差线性稳压器UlO的型号为AS1117，5V变+ —5V电源模块Ml的型号为IA0505KS-1W，隔离5V电源模块M3的型号为R)505S_1W，直流电压滤波电容I内有电容C7和有极性电容E3，直流电压滤波电容II内有电容C8和有极性电容E4 ;彩色液晶接口电路(19)内有背光电路和彩屏接口电路，其中，背光电路内有驱动芯片U12、二极管D6、电感L4、电阻R34以及有极性电容E5和E6，其驱动芯片U12的型号为SM8121，二极管D6的型号为IN4148，彩屏接口电路内有I. 77寸128*160TFT彩色液晶，其型号为TFT1P5618-E ;键盘电路(20)内有机械按键SI、S2、S3、S4和S5 ;脉冲输入、输出电路(21)内有脉冲输入、输出接口 JF1、电压反相器U8、单通道光电隔离器U13和U14以及电阻R35、R37、R36、R40和R41，其中，脉冲输入、输出接口 JFl的型号为C0N5，电压反相器U8的型号为74LV14，单通道光电隔离器U13和U14的型号均为TLP181 ； 其连接关系为在主控CPU (13)内，CPU上电复位电路的复位信号输入端子NRST连接到微控制器Ul的第14引脚，外部时钟电路晶振Yl两端的引出端子Xl和X2分别连接到微控制器Ul的第13和第12引脚，蜂鸣器控制电路的电阻R13引出端子KO连接到微控制器Ul的第26引脚，AD转换基准电压滤波电容的引出端子2. 5V和AGND分别连接到微控制器Ul的第21和第20引脚，AD接口模拟电源滤波电容的引出端子VDDA和AGND分别连接到微控制器Ul的第22和第19引脚，模拟电源滤波电感L3的一端连接到微控制器Ul的第22引脚，其另一端连接3. 3V直流电压VCC3. 3，电压基准的RC滤波电路内的电阻R14和电容C13的一端均连接到微控制器Ul的第24引脚，电流基准的RC滤波电路内的电阻Rl和电容Cl的一端均连接到微控制器Ul的第16引脚；在前端信号调理电路(14)内，模拟电源A5V的滤波电感LI 一端接5V直流电压，其另一端产生A5V模拟电源电压信号，并连接电容滤波电路内有极性电容El的正极，有极性电容El的正极与精密电压基准产生电路的电阻R20引出端子A5V相连接，同时与I. 25V电压基准产生电路内电压跟随器U3A的电压输入端相连接，精密电压基准U2的第6引脚引出高精度2. 5V基准电压信号端子2. 5V与电压跟随电路内有极性电容ElO的正极相连接，电压跟随电路产生 电压基准信号VREF，I. 25V电压基准产生电路的电阻R3引出端子VREF连接电压基准信号VREF，I. 25V电压基准产生电路内电压跟随器U3B的第7引脚和电压跟随器U3C的第8引脚分别引出I. 25V电压基准信号REFV和REFI，模拟电压输入信号产生电路内，交流电压220V输入端子JUl连接交流220V电源，电阻R17的引出端子REFV连接I. 25V电压基准信号REFV，电阻R18和R22之间引出模拟电压输入信号Ua,电阻R17和R21之间引出模拟电压输入信号UF,模拟电压输入信号的RC滤波电路内，电阻R19和R39之间引出端子VREF连接电压基准信号VREF，电容C14的两端连接模拟电压输入信号Ua，电阻R16的引出端子Ua +和电阻R38的引出端子Ua —分别连接到仪表放大器U4的第3和第2引脚，电流采样输入端子JIl连接绕在两铁芯(8)上漆包线输出线的两端，电流采样输入端子JIl的第I和第2引脚连接电流输入信号的RC滤波电路内电容ClO的两端，电流输入信号的RC滤波电路内，电阻Rl I和R12之间引出端子VREF连接电压基准信号VREF，电阻R9的引出端子Ia+和电阻RlO的引出端子Ia —分别连接到高精度仪表放大器U5的第3和第2引脚，仪表放大器U4的第5引脚连接I. 25V电压基准信号REFV，仪表放大器U4的第7、第4引脚连接+ — 5V直流电源电压，仪表放大器U4的第6引脚连接到钳位滤波电路内二极管D2的负极，高精度仪表放大器U5的第5引脚连接I. 25V电压基准信号REFI，高精度仪表放大器U5的第7、第4引脚连接+— 5V直流电源电压，高精度仪表放大器U5的第6引脚连接到钳位滤波电路内二极管D4的负极，高精度仪表放大器U5的第I和第8引脚为放大倍数控制端，其分别连接到继电器DSl的第I和第4引脚，继电器DSl的第3引脚连接3. 3V直流电压，模拟电源A3. 3V的滤波电感L2 —端接3. 3V直流电压VCC3. 3，其另一端产生A3. 3V模拟电源电压信号，并连接钳位滤波电路内二极管Dl的负极和二极管D3的负极，O欧电阻R8为数字地和模拟地单点连接电阻；在采频信号处理电路(15)内，电压跟随器U6的第2和第6引脚短接后连接电阻R28的一端，电阻R28的另一端连接电容C17的一端，并同时连接到电压比较器U7的第2引脚，电容C17的另一端连接O欧电阻R8，电压比较器U7的第I引脚连接电阻R30的一端，电阻R30的另一端连接电阻R29的一端，并同时与电阻R32的一端相连接，电阻R32的一端引出与电压比较器U7的输入信号同频率的方波信号F1，电阻R32的另一端连接3. 3V直流电压VCC3. 3，电阻R29的另一端连接电阻R31的一端，并同时连接到电压比较器U7的第3引脚，电压比较器U7的第 8、第4引脚连接+ — 5V直流电源电压，电压跟随器U6的第7、第4引脚连接+ — 5V直流电源电压；在电源电路(18)内，开关电源芯片M2的第I和第2引脚之间连接电源开关SW，开关电源芯片M2的第2和第3引脚分别与7. 4V直流电源的正、负极相连接，开关电源芯片M2的第4引脚输出5V直流电压，并连接直流电压滤波电容I内有极性电容E3的正极和直流电压滤波电容II内有极性电容E4的正极，在3. 3V直流电压产生电路内，低压差线性稳压器UlO的第3引脚连接有极性电容E3的正极，有极性电容E15和电容C27并连后，有极性电容E15的正极连接到低压差线性稳压器UlO的第3引脚，有极性电容E15的负极连接到低压差线性稳压器UlO的第I引脚，有极性电容E18和电容C30并连后，有极性电容E18的正极连接到低压差线性稳压器UlO的第2引脚，有极性电容E18的负极连接到低压差线性稳压器UlO的第I引脚，低压差线性稳压器UlO的第2引脚输出3. 3V直流电压，5V变+ —5V电源模块Ml的第I引脚连接有极性电容E4的正极，5V变+— 5V电源模块Ml的第3、第4引脚输出十一 5V直流电源电压，隔离5V电源模块M3的第I引脚连接5V直流电压，隔 离5V电源模块M3的第4引脚输出隔离5V直流电压；在彩色液晶接口电路(19)内，有极性电容E5的正极连接3. 3V直流电压VCC3. 3，并同时与电感L4的一端相连接，电感L4的另一端连接到驱动芯片U12的第I引脚，并同时连接到二极管D6的正极，二极管D6的负极连接有极性电容E6的正极，并同时连接到I. 77寸128*160TFT彩色液晶的第2引脚，有极性电容E6的负极接地，有极性电容E5的负极连接到驱动芯片U12的第2引脚，并同时与电阻R34的一端相连接，电阻R34的另一端连接到驱动芯片U12的第3引脚，驱动芯片U12的第3引脚连接到I. 77寸128*160TFT彩色液晶的第I引脚，驱动芯片U12的第5引脚连接3. 3V直流电压VCC3. 3，驱动芯片U12的第4引脚连接到I. 77寸128*160TFT彩色液晶的第4引脚；在脉冲输入、输出电路(21)内，脉冲输入、输出接口 JFl的第3引脚连接电阻R41的一端，并同时连接到单通道光电隔离器U14的第3引脚，电阻R41的另一端连接到脉冲输入、输出接口 JFl的第I引脚，脉冲输入、输出接口 JFl的第I引脚接隔离5V直流电压，单通道光电隔离器U14的第6引脚连接到电压反相器U8的第I引脚，电压反相器U8的第4引脚连接到单通道光电隔离器U13的第3引脚，单通道光电隔离器U13的第6引脚连接到脉冲输入、输出接口 JFl的第2引脚；前端信号调理电路(14)与主控CPU (13)之间，电阻R14的另一端连接I. 25V电压基准信号REFV，电阻Rl的另一端连接I. 25V电压基准信号REFI，钳位滤波电路的电阻R2引出信号端子ADC4，信号端子ADC4连接到微控制器Ul的第23引脚，钳位滤波电路的电阻R7弓丨出信号端子ADCl，信号端子ADCl连接到微控制器Ul的第15引脚，继电器DSl的第2引脚连接到微控制器Ul的第52引脚；前端信号调理电路(14)与采频信号处理电路(15)之间，模拟电压输入信号产生电路的电阻R17和R21之间引出的模拟电压输入信号UF输入到电压跟随器U6的第3引脚，电阻R31的另一端连接I. 25V电压基准信号REFV ;采频信号处理电路(15)与脉冲输入、输出电路(21)之间，电阻R32的一端所引出的方波信号Fl输入到电压反相器U8的第5引脚；脉冲输入、输出电路(21)与主控CPU (13)之间，电压反相器U8的第6和第2引脚分别连接到微控制器Ul的第31和第51引脚，微控制器Ul的第92引脚连接到电压反相器U8的第3引脚；数据存储电路(16)与主控CPU (13)之间，EEPROM存储芯片U9的第5和第6引脚分别连接到微控制器Ul的第48和第47引脚；系统时钟电路(17)与主控CPU (13)之间，数字时钟芯片Ull的第5、第6和第7引脚分别连接到微控制器Ul的第37、第36和第35引脚；彩色液晶接口电路(19)与主控CPU (13)之间，I. 77寸128*160TFT彩色液晶的第7 第19引脚连接到微控制器Ul的第67 第55引脚；键盘电路(20)与主控CPU (13)之间，机械按键SI的JM7端、机械按键S2的JM8端、机械按键S3的JM9端、机械按键S4的JMlO端和机械按键S5的JMll端分别连接到微控制器Ul的第84、第85、第86、第87和第88引脚。
3.根据权利要求I或2所述的单相电能表现场彩屏查窃仪，其特征是在电源电路(18)内，开关电源芯片M2的第2和第3引脚分别与7. 4V锂电池的正、负极相连接。
4.根据权利要求I或2所述的单相电能表现场彩屏查窃仪，其特征是数据存储电路(16)所采用的接口为双线I2C接口。
专利摘要一种单相电能表现场彩屏查窃仪，由主机壳体、钳表、弹簧和工作电路板组成，其特征是所述的主机壳体由机壳上盖和机壳下盖构成，所述的钳表由钳头壳体和铁芯构成，钳头壳体由钳头左上盖、钳头左下盖、钳头右上盖和钳头右下盖构成，所述的工作电路板安装在主机壳体内，工作电路板由主控CPU、前端信号调理电路、采频信号处理电路、数据存储电路、系统时钟电路、电源电路、彩色液晶接口电路、键盘电路和脉冲输入、输出电路构成。其优点为，钳表和主机集合为一体，接线容易，采集信号时不易受到干扰，测量数据精确，并且操作简单，使用起来非常方便。
文档编号G01R11/24GK202372550SQ201120530799
公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者朱劲雷, 焦宁 申请人:邯郸供电公司