专利名称：一种数字电参数测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力系统智能型仪表技术领域，具体说是一种数字电参数测量仪。
背景技术：
目前市面上常见的数字电参数测量仪要么体积较大，不适合携带野外作业，要么功能较为简单，可测量的电流范围较小，不具备数据通讯，输出控制等功能，或类似功能不够完善，不能满足现代化电力系统测量管理的要求。
发明内容本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术中的不足之处，而提供一种便携式数字电参数测量仪，具有测量、显示、数据通信、继电器输出、电能计量等功能，其功能完善， 结构简单，体积小巧，携带方便，同时可测量的电流范围较大。本实用新型的目的是通过如下技术措施来实现的一种数字电参数测量仪，包括电源模块、单片机中央处理单元、电参数计量模块、通信模块、继电器控制单元，所述电源模块分别与电参数计量模块、通信模块和单片机中央处理单元相连供电，电参数计量模块连接到单片机中央处理单元，继电器控制单元连接到单片机中央处理单元，通信模块连接到单片机中央处理单元，所述单片机中央处理单元还连接有数据输出模块、数据输入模块和数据存储模块。在上述技术方案中，所述电参数计量模块由电流采样电路、电压采样电路、外部时钟电路、宽量程计量芯片及其外围电路组成；所述电流采样电路和电压采样电路的输出端分别与宽量程计量芯片的输入端相连，宽量程计量芯片与外部时钟电路相连，宽量程计量芯片的输出端与单片机中央处理单元相连；所述电流采样电路由锰铜采样通道1、锰铜采样通道2、通道保护元件、通道选择开关组成，其中锰铜采样通道1和锰铜采样通道2的两个锰铜串联接在火线输入和火线输出之间，锰铜采样通道1和锰铜采样通道2之间连接有通道保护器件，所述通道选择开关的输入端与单片机中央处理单元相连，输出端分别与锰铜采样通道1、锰铜采样通道2相连。在上述技术方案中，所述锰铜采样通道1包括锰铜采样器MT1、电阻R1、电阻R2、 电容Cl和电容C2，所述锰铜采样通道2包括锰铜采样器MT2、电阻R16、电阻R17、电容Cll 和电容Cl2，所述电压采样电路包括电阻R3 电阻R7、电容C3和电容C4，所述外部时钟电路包括电阻R15、晶体Y1、电容C13和电容C14，所述宽量程计量芯片及其外围电路包括计量芯片U1、电阻R8 电阻R14、电容C5 电容C10，计量芯片Ul为ATT7053芯片；其中，火线输出接锰铜采样器MTl的3脚，锰铜采样器MTl的2脚经电阻R2连接到计量芯片Ul的9脚，锰铜采样器MTl的3脚经电阻Rl连接到计量芯片Ul的8脚，电容Cl连接在计量芯片Ul的 8脚和GND之间，电容C2连接在计量芯片Ul的9脚和GND之间；所述火线输入接锰铜采样器MT2的1脚并连接到GND，锰铜采样器MT2的3脚与锰铜采样器MTl的1脚之间连接有通道保护元件，锰铜采样器MT2的2脚经电阻R17连接到计量芯片Ul的11脚，锰铜采样器 MT2的3脚经电阻R16连接到计量芯片Ul的10脚，电容Cll连接在计量芯片Ul的10脚和 GND之间，电容C12连接在计量芯片Ul的11脚和GND之间；所述零线输入经电阻R3 电阻 R5连接到计量芯片Ul的6脚，计量芯片Ul的6脚经电阻R6连接到GND，电容C3并联在电阻R6的两端，计量芯片Ul的7脚经电阻R7连接到GND，电容C4并联在电阻R7的两端；所述晶体Yl连接在计量芯片Ul的22脚和23脚之间，电阻R15并联在晶体Yl的两端，电容 C13 一端连接到计量芯片Ul的23脚，一端连接到GND，电容C14 一端连接到计量芯片Ul的 22脚，一端连接到GND ；所述计量芯片Ul的1脚经电容C5连接到GND，计量芯片Ul的2脚经电阻R8连接到VDD，经电容C7连接到GND，计量芯片Ul的3脚经电容C6连接到GND，计量芯片Ul的4脚连接到计量芯片Ul的2脚，计量芯片Ul的5脚连接到计量芯片Ul的1 脚，并经电容C8连接到GND，计量芯片Ul的12脚经电容C9连接到GND，计量芯片Ul的13 脚连接到GND，计量芯片Ul的16脚经电阻R14连接到所述单片机中央处理单元的计量脉冲口，计量芯片Ul的16脚经电阻R14和电容ClO连接到GND，计量芯片Ul的18脚经电阻 R13连接到所述单片机中央处理单元的片选信号口，计量芯片Ul的19脚经电阻R12连接到所述单片机中央处理单元的数据输入口，经电阻R9连接到VDD，计量芯片Ul的20脚经电阻Rll连接到所述单片机中央处理单元的数据输出口，计量芯片Ul的21脚经电阻RlO连接到所述单片机中央处理单元的时钟信号口。上述VDD为计量芯片Ul的供电电压，一般为3. 6V。本实用新型的有益之处在于数字电参数测量仪的电参数计量部分在硬件上采用两个锰铜和一个通道选择开关相结合的方案，计量火线电流，配合宽量程计量芯片，通过单片机控制通道选择来改变量程，使电参数测量仪的计量范围达到超宽量程，实现2miT60A 的高精度测量，是一款具有测量、显示、数据通信、继电器输出、电能计量等功能的智能型电力仪表，功能完善，体积小巧，携带方便。

图1为本实用新型中数字电参数测量仪的电路原理图。图2为本实用新型中电参数计量模块的电路原理图。图3为本实用新型中电流采样电路的电路原理图。图4为本实用新型中电参数计量模块的电路连接图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步的描述。如图1所示，本实施例提供一种数字电参数测量仪，包括电源模块、单片机中央处理单元、电参数计量模块、通信模块、继电器控制单元，所述电源模块分别与电参数计量模块、通信模块和单片机中央处理单元相连供电，电参数计量模块连接到单片机中央处理单元，继电器控制单元连接到单片机中央处理单元，通信模块连接到单片机中央处理单元，所述单片机中央处理单元还连接有数据输出模块、数据输入模块和数据存储模块。上述实施例中，如图2所示，电参数计量模块由电流采样电路、电压采样电路、外部时钟电路、宽量程计量芯片及其外围电路组成；所述电流采样电路和电压采样电路的输出端分别与宽量程计量芯片的输入端相连，宽量程计量芯片与外部时钟电路相连，宽量程计量芯片的输出端与单片机中央处理单元相连。如图3所示，上述实施例中，所述电流采样电路由锰铜采样通道1、锰铜采样通道 2、通道保护元件、通道选择开关组成，其中锰铜采样通道1和锰铜采样通道2的两个锰铜串联接在火线输入和火线输出之间，锰铜采样通道1和锰铜采样通道2之间连接有通道保护器件，所述通道选择开关与单片机中央处理单元相连，输出端分别与锰铜采样通道1、锰铜采样通道2相连。所选用通道选择开关为常闭型器件，在默认状态下所述计量单元以锰铜采样通道1的电流为准计量，当采样电流小于设定值时，单片机中央处理单元将通道选择开关断开，电流流过锰铜采样通道2，所述计量单元以通道2的电流为准计量，从而达到量程切换的目的。在所述锰铜采样通道1和锰铜采样通道2之间连接有通道保护器件，防止因电流变化进行通道切换时对通道2锰铜器件的损坏。如图4所示，上述实施例中，所述锰铜采样通道1包括锰铜采样器MTl、电阻Rl、电阻R2、电容Cl和电容C2，所述锰铜采样通道2包括锰铜采样器MT2、电阻R16、电阻R17、电容Cll和电容C12，所述电压采样单元包括电阻R3 电阻R7、电容C3和电容C4，所述外部时钟单元包括电阻R15、晶体Yl、电容C13和电容C14，所述宽量程计量芯片及其外围电路包括计量芯片U1、电阻R8 电阻R14、电容C5 电容C10，计量芯片Ul为ATT7053芯片；其中，火线输出接锰铜采样器MTl的3脚，锰铜采样器MTl的2脚经电阻R2连接到计量芯片 Ul的9脚，锰铜采样器MTl的3脚经电阻Rl连接到计量芯片Ul的8脚，电容Cl连接在计量芯片Ul的8脚和GND之间，电容C2连接在计量芯片Ul的9脚和GND之间；所述火线输入接锰铜采样器MT2的1脚并连接到GND，锰铜采样器MT2的3脚与锰铜采样器MTl的1脚之间连接有通道保护元件，锰铜采样器MT2的2脚经电阻R17连接到计量芯片Ul的11脚， 锰铜采样器MT2的3脚经电阻R16连接到计量芯片Ul的10脚，电容Cll连接在计量芯片 Ul的10脚和GND之间，电容C12连接在计量芯片Ul的11脚和GND之间；所述零线输入经电阻R3 电阻R5连接到计量芯片Ul的6脚，计量芯片Ul的6脚经电阻R6连接到GND，电容C3并联在电阻R6的两端，计量芯片Ul的7脚经电阻R7连接到GND，电容C4并联在电阻 R7的两端；所述晶体Yl连接在计量芯片Ul的22脚和23脚之间，电阻R15并联在晶体Yl 的两端，电容C13 —端连接到计量芯片Ul的23脚，一端连接到GND，电容C14 一端连接到计量芯片Ul的22脚，一端连接到GND ；所述计量芯片Ul的1脚经电容C5连接到GND，计量芯片Ul的2脚经电阻R8连接到VDD，经电容C7连接到GND，计量芯片Ul的3脚经电容C6连接到GND，计量芯片Ul的4脚连接到计量芯片Ul的2脚，计量芯片Ul的5脚连接到计量芯片Ul的1脚，并经电容C8连接到GND，计量芯片Ul的12脚经电容C9连接到GND，计量芯片Ul的13脚连接到GND，计量芯片Ul的16脚经电阻R14连接到所述单片机中央处理单元的计量脉冲口，计量芯片Ul的16脚经电阻R14和电容ClO连接到GND，计量芯片Ul的18 脚经电阻R13连接到所述单片机中央处理单元的片选信号口，计量芯片Ul的19脚经电阻 R12连接到所述单片机中央处理单元的数据输入口，经电阻R9连接到VDD，计量芯片Ul的 20脚经电阻Rll连接到所述单片机中央处理单元的数据输出口，计量芯片Ul的21脚经电阻RlO连接到所述单片机中央处理单元的时钟信号口。上述VDD是计量芯片供电电压，实例中选用3. 6V。本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求1.一种数字电参数测量仪，包括电源模块、单片机中央处理单元、电参数计量模块、通信模块、继电器控制单元，其特征是所述电源模块分别与电参数计量模块、通信模块和单片机中央处理单元相连供电，电参数计量模块连接到单片机中央处理单元，继电器控制单元连接到单片机中央处理单元，通信模块连接到单片机中央处理单元，所述单片机中央处理单元还连接有数据输出模块、数据输入模块和数据存储模块。
2.根据权利要求1所述的数字电参数测量仪，其特征是所述电参数计量模块由电流采样电路、电压采样电路、外部时钟电路、宽量程计量芯片及其外围电路组成；所述电流采样电路和电压采样电路的输出端分别与宽量程计量芯片的输入端相连，宽量程计量芯片与外部时钟电路相连，宽量程计量芯片的输出端与单片机中央处理单元相连；所述电流采样电路由锰铜采样通道1、锰铜采样通道2、通道保护元件、通道选择开关组成，其中锰铜采样通道1和锰铜采样通道2的两个锰铜串联接在火线输入和火线输出之间，锰铜采样通道1 和锰铜采样通道2之间连接有通道保护器件，所述通道选择开关的输入端与单片机中央处理单元相连，输出端分别与锰铜采样通道1、锰铜采样通道2相连。
3.根据权利要求2所述的数字电参数测量仪，其特征是所述锰铜采样通道1包括锰铜采样器MT1、电阻R1、电阻R2、电容Cl和电容C2，所述锰铜采样通道2包括锰铜采样器 MT2、电阻R16、电阻R17、电容Cll和电容C12，所述电压采样电路包括电阻R3 电阻R7、电容C3和电容C4，所述外部时钟电路包括电阻R15、晶体Y1、电容C13和电容C14，所述宽量程计量芯片及其外围电路包括计量芯片Ul、电阻R8 电阻R14、电容C5 电容C10，计量芯片 Ul为ATT7053芯片；其中，火线输出接锰铜采样器MTl的3脚，锰铜采样器MTl的2脚经电阻R2连接到计量芯片Ul的9脚，锰铜采样器MTl的3脚经电阻Rl连接到计量芯片Ul的 8脚，电容Cl连接在计量芯片Ul的8脚和GND之间，电容C2连接在计量芯片Ul的9脚和 GND之间；所述火线输入接锰铜采样器MT2的1脚并连接到GND，锰铜采样器MT2的3脚与锰铜采样器MTl的1脚之间连接有通道保护元件，锰铜采样器MT2的2脚经电阻R17连接到计量芯片Ul的11脚，锰铜采样器MT2的3脚经电阻R16连接到计量芯片Ul的10脚，电容 Cll连接在计量芯片Ul的10脚和GND之间，电容C12连接在计量芯片Ul的11脚和GND之间；所述零线输入经电阻R3 电阻R5连接到计量芯片Ul的6脚，计量芯片Ul的6脚经电阻R6连接到GND，电容C3并联在电阻R6的两端，计量芯片Ul的7脚经电阻R7连接到GND， 电容C4并联在电阻R7的两端；所述晶体Yl连接在计量芯片Ul的22脚和23脚之间，电阻 R15并联在晶体Yl的两端，电容C13 —端连接到计量芯片Ul的23脚，一端连接到GND，电容C14 一端连接到计量芯片Ul的22脚，一端连接到GND;所述计量芯片Ul的1脚经电容 C5连接到GND，计量芯片Ul的2脚经电阻R8连接到VDD，经电容C7连接到GND，计量芯片 Ul的3脚经电容C6连接到GND，计量芯片Ul的4脚连接到计量芯片Ul的2脚，计量芯片 Ul的5脚连接到计量芯片Ul的1脚，并经电容C8连接到GND，计量芯片Ul的12脚经电容 C9连接到GND，计量芯片Ul的13脚连接到GND，计量芯片Ul的16脚经电阻R14连接到所述单片机中央处理单元的计量脉冲口，计量芯片Ul的16脚经电阻R14和电容ClO连接到 GND，计量芯片Ul的18脚经电阻R13连接到所述单片机中央处理单元的片选信号口，计量芯片Ul的19脚经电阻R12连接到所述单片机中央处理单元的数据输入口，经电阻R9连接到VDD，计量芯片Ul的20脚经电阻Rll连接到所述单片机中央处理单元的数据输出口，计量芯片Ul的21脚经电阻RlO连接到所述单片机中央处理单元的时钟信号口。
专利摘要本实用新型涉及电力系统智能型仪表技术领域，提供一种数字电参数测量仪，包括电源模块、单片机中央处理单元、电参数计量模块、通信模块、继电器控制单元，所述电源模块分别与电参数计量模块、通信模块和单片机中央处理单元相连供电，电参数计量模块连接到单片机中央处理单元，继电器控制单元连接到单片机中央处理单元，通信模块连接到单片机中央处理单元，所述单片机中央处理单元还连接有数据输出模块、数据输入模块和数据存储模块。本实用新型具有测量、显示、数据通信、继电器输出、电能计量等功能，其功能完善，结构简单，体积小巧，携带方便，同时可测量的电流范围较大。
文档编号G01R1/20GK202177657SQ201120281670
公开日2012年3月28日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年8月4日
发明者李中泽 申请人:武汉盛帆电子股份有限公司