單相電壓數(shù)顯儀表的制作方法
2020-10-24 15:53:32
admin
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本實(shí)用新型涉及一種電力儀表，尤其涉及一種單相電壓數(shù)顯儀表。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電力行業(yè)取得快速的發(fā)展。國(guó)家為了更好地推行智能電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電力工業(yè)自動(dòng)化，對(duì)電力行業(yè)提出了更高的要求，涉及加強(qiáng)電力市場(chǎng)的監(jiān)管、電力安全生產(chǎn)管理、提高電能質(zhì)量等方面，而實(shí)現(xiàn)對(duì)電力電網(wǎng)的全面監(jiān)控，必須投入大量的數(shù)顯儀表。目前市場(chǎng)上的單相電壓數(shù)顯儀表的電壓采樣一般經(jīng)過(guò)采樣電路的降壓整流及adc采樣芯片的模數(shù)轉(zhuǎn)化后，再輸入到cpu進(jìn)行計(jì)量，這樣的單相電壓數(shù)顯儀表采樣電路過(guò)于復(fù)雜且儀表的功耗高，而且不具有通信接口，無(wú)法將計(jì)量得到的電壓參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信，也無(wú)法長(zhǎng)期保存電壓數(shù)據(jù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種電壓采樣電路簡(jiǎn)單、集成度高、可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信及數(shù)據(jù)長(zhǎng)期存儲(chǔ)的單相電壓數(shù)顯儀表。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采用這樣一種單相電壓數(shù)顯儀表，包括mcu、電壓采樣電路、按鍵電路、電源電路、指示燈顯示電路、數(shù)碼管顯示電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、rs485通信電路，所述按鍵電路的輸出端和電壓采樣電路的輸出端分別連接mcu的輸入端，所述mcu的輸出端分別連接指示燈顯示電路的輸入端、數(shù)碼管顯示電路的輸入端、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路的輸入端，mcu與rs485通信電路連接，所述電源電路分別為mcu、電壓采樣電路、按鍵電路、指示燈顯示電路、數(shù)碼管顯示電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、rs485通信電路提供工作電壓。三相多功能電力儀器
所述電壓采樣電路包括電阻r1～r8、電容c1～c3、瞬變電壓抑制二極管d1、運(yùn)算放大器u1a，所述電阻r3、電阻r4、電阻r5、電阻r6依次串聯(lián)，所述電阻r1的一端和電阻r3的一端分別連接外部單相交流電，所述電阻r1的另一端分別連接電阻r2的一端和運(yùn)算放大器u1a的同相輸入端，電阻r2的另一端分別連接電容c1的一端、瞬變電壓抑制二極管d1的一端及高電平，電容c1的另一端和瞬變電壓抑制二極管d1的另一端均接地，電容c2并聯(lián)在瞬變電壓抑制二極管d1的兩端，所述電阻r6的一端分別連接運(yùn)算放大器u1a的反相輸入端和電阻r7的一端，所述運(yùn)算放大器u1a的輸出端分別連接電阻r7的另一端和電阻r8的一端，電阻r8的另一端連接電容c3的一端，電容c3的另一端模擬接地，電容r8的另一端輸出電壓采樣信號(hào)到mcu的輸入端。
上述單相電壓數(shù)顯儀表的電壓采樣電路直接將單相交流電通過(guò)電阻降壓后，輸入到運(yùn)算放大器u1a的輸入端進(jìn)行運(yùn)放，運(yùn)放得到的電壓采樣信號(hào)輸入到mcu進(jìn)行計(jì)量，mcu直接通過(guò)算法可以得到電壓的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，省略了現(xiàn)有電壓采樣電路需要的整流部分和濾波部分及adc采樣芯片，大大減少了電壓采樣電路的元器件和成本，電容c1、電容c2及瞬變電壓抑制二極管d1構(gòu)成電壓輸入側(cè)的過(guò)壓保護(hù)。本實(shí)用新型的單相電壓數(shù)顯儀表電路集成度高，且設(shè)有rs485通信電路和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路，可以實(shí)現(xiàn)單相電壓數(shù)顯儀表與下位機(jī)的遠(yuǎn)程通信，同時(shí)儀表自身可對(duì)電壓計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。
本實(shí)用進(jìn)一步設(shè)置為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路包括存儲(chǔ)器芯片u5、電阻r9、電阻r10、電容c4、電容c5，所述存儲(chǔ)器芯片u5的a0引腳、a1引腳、a2引腳、gnd引腳均接地，所述存儲(chǔ)器芯片u5的sda引腳連接電阻r10的一端，存儲(chǔ)器芯片u5的scl引腳連接電阻r9的一端，所述電阻r9的另一端、電阻r10的另一端、存儲(chǔ)器芯片u5的vdd引腳均連接高電平，所述電容c4的一端連接高電平，電容c4的另一端接地，電容c5并聯(lián)在電容c4的兩端，所述存儲(chǔ)器芯片u5的sda引腳、scl引腳、wp引腳分別連接到mcu的輸出端。三相多功能電力儀器
本實(shí)用進(jìn)一步設(shè)置為存儲(chǔ)器芯片u5的型號(hào)為24c04。
上述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路電路主要基于型號(hào)為24c04的存儲(chǔ)器芯片，其外圍的元器件少，支持雙向兩線總線數(shù)據(jù)的傳輸，具有功耗低、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間久的優(yōu)點(diǎn)，能長(zhǎng)期保留用戶的電壓數(shù)據(jù)。
本實(shí)用進(jìn)一步設(shè)置為mcu采用的是hr8p506系列單片機(jī)。
上述型號(hào)為hr8p506的mcu自身集成度高，具有12位adc采樣精度，且設(shè)有46個(gè)i/o端口，有足夠的端口用于數(shù)碼管、指示燈、按鍵的輸出輸入，符合單相電壓數(shù)顯儀表的需求，支持雙向兩線總線通信。
具體實(shí)施方式
如圖1-4所示，本實(shí)用新型是一種單相電壓數(shù)顯儀表，包括mcu、電壓采樣電路、按鍵電路、電源電路、指示燈顯示電路、數(shù)碼管顯示電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、rs485通信電路，所述mcu采用的是hr8p506系列單片機(jī)，所述按鍵電路的輸出端和電壓采樣電路的輸出端分別連接mcu的輸入端，所述mcu的輸出端分別連接指示燈顯示電路的輸入端、數(shù)碼管顯示電路的輸入端、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路的輸入端，mcu與rs485通信電路連接，所述電源電路分別為mcu、電壓采樣電路、按鍵電路、指示燈顯示電路、數(shù)碼管顯示電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、rs485通信電路提供工作電壓，
所述電壓采樣電路包括電阻r1～r8、電容c1～c3、瞬變電壓抑制二極管d1、運(yùn)算放大器u1a，所述電阻r3、電阻r4、電阻r5、電阻r6依次串聯(lián)，所述電阻r1的一端和電阻r3的一端分別連接外部單相交流電，所述電阻r1的另一端分別連接電阻r2的一端和運(yùn)算放大器u1a的同相輸入端，電阻r2的另一端分別連接電容c1的一端、瞬變電壓抑制二極管d1的一端及高電平，電容c1的另一端和瞬變電壓抑制二極管d1的另一端均接地，電容c2并聯(lián)在瞬變電壓抑制二極管d1的兩端，所述電阻r6的一端分別連接運(yùn)算放大器u1a的反相輸入端和電阻r7的一端，所述運(yùn)算放大器u1a的輸出端分別連接電阻r7的另一端和電阻r8的一端，電阻r8的另一端連接電容c3的一端，電容c3的另一端模擬接地，電容r8的另一端輸出電壓采樣信號(hào)到mcu的輸入端。三相多功能電力儀器
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路包括存儲(chǔ)器芯片u5、電阻r9、電阻r10、電容c4、電容c5，存儲(chǔ)器芯片u5的型號(hào)為24c04，所述存儲(chǔ)器芯片u5的a0引腳、a1引腳、a2引腳、gnd引腳均接地，所述存儲(chǔ)器芯片u5的sda引腳連接電阻r10的一端，存儲(chǔ)器芯片u5的scl引腳連接電阻r9的一端，所述電阻r9的另一端、電阻r10的另一端、存儲(chǔ)器芯片u5的vdd引腳均連接高電平，所述電容c4的一端連接高電平，電容c4的另一端接地，電容c5并聯(lián)在電容c4的兩端，所述存儲(chǔ)器芯片u5的sda引腳、scl引腳、wp引腳分別連接到mcu的輸出端。