大数据体系架构智能万用表制造技术

大数据体系架构智能万用表，属于智能制造领域，是新一代智能万用表。所述万用表设有电阻键Ω、直流电压键DV、交流电压键AV、直流电流键DV、交流电流键AA、多功能键M和复位键R七只按键，代替数字万用表的二十多个档位；一键式换档，一站式测量；只设VAΩ和COM两个输入插孔，表笔永不抽插；欧姆档具备测量电阻、二极管和蜂鸣器通断三项功能；仪表以大数据体系架构，数据集成存储处理为核心技术，突破了传统分层结构，融合网络，采用交直两用5V电源。本发明专利技术突破了现有数字仪表的技术和结构格局，核心技术支持创建新一代智能仪表系列产品。

【技术实现步骤摘要】
大数据体系架构智能万用表
属于智能制造领域，是全面颠覆现有技术的智能万用表。
技术介绍
数字万用表发端于工业自动化时代，普遍应用于人类社会生产生活的各个领域。面市四十年以来，其普及已达到无处不在的程度。进入新世纪之后，其基本架构和核心技术严重背离信息时代的要求，使得数据采集成为大数据、物联网和人工智能技术的重大瓶颈之一。数字万用表技术的落后，主要表现在以下方面：一．结构复杂，使用繁琐。手动换档的数字万用表电阻、电压、电流的测量档位多达20多个，采用手动逐一切换的方法换挡；电阻档无低阻蜂鸣器发声功能，测量回路的低电压、小电流也不支持二极管测量，必须另外设置专用档。升级版自动换档的数字万用表设档10多个，毫伏表和伏特表内阻不同，从仪表安全考虑，毫伏和伏特，微安、毫安和安培都必须进行分别设档，以确保仪表安全；交直流信号的测量，还要通过按键进行辅助切换操作。使用中频繁换档，不仅操作麻烦，而且往往是在仪表主板完好的情况下，因换档开关磨损而使仪表提前报废。数字万用表的电流测量弊端更加突出。由于换挡开关只能通过电压，绝对不允许通过电流，现有技术无一例外地将毫安和安培级分设两个电流专用插孔，实现与电压电阻测量分开，以确保仪表安全。在测量过程中，表笔在电压和电流插孔之间频繁抽插，不仅麻烦，还常常使接线柱松动，轻则影响测量精度，重则必须开盖修理。更加令人头痛的是，毫安级和安培级分别采用两种规格的保险丝，稍有不慎便会烧断保险丝；由于大电流测量具有更大风险，高端万用表采用价值不菲的快速熔断器进行保护，然而在测量大电流时，技术人员还是提心吊胆，甚至不得不临时改用低档万用表。世界各国虽经数十年的研发，万用表大电流的测量保护技术，未获质的突破。二、软件和核心技术落后。数字万用表问世之初，数字仪表以满足″傻瓜式″显示、无需编程为目标，在工业自动化时代，的确有利于推广普及。但到了信息时代，数字仪表除了数字显示供肉眼读数之外，其技术与数字化毫无关联，没有数据集成存储处理的机制和技术，无法融合网络，这些致命缺陷积重难返。在世界范围内，数字仪表实现智能化的所有努力，都以失败而告终。升级版的自动换档数字万用表，只是以单片机实现数字仪表逐项调用显示，仍然以量程信号为参照进行换档，等待时间长，测量速度慢，成为其致命缺陷。更无奈的是，电流测量的自动换挡，如果仍然以量程信号为参照进行换档，等待时间长，量程信号尚未出现，保险丝早已烧断。这就是40年来数字万用表电流测量不得不分为两个专用插孔，自动换挡创新举步维艰的症结所在。对大电流档的防护，除了采用快速熔断器之外，业界苦无良策。三.全世界范围内，智能万用表的技术研发没有进展2000年前后，国际上提出了智能仪表的概念和目标。各科技大国集顶级技术和专家于一身，经长期攻关，至今未能研发出符合信息化要求的智能仪表，只是在数字仪表的基础上，将手动换挡部分的实现了自动换挡。研发受阻的主要原因，是没有解决数据集成技术和实时智能动态搭建大数据体系架构测量模型的手段，结构和核心技术仍然全面沿袭数字仪表。直到今天，世界上智能仪表的研发未获突破。申请人集数十年电子科技经验，以独特的创意申报了广域测控智能万用表，已获得授权。作为前期专利技术，其主要解决万用表的广域测控问题，开创了万用表测控两用的先河。万用表产品是一个庞大的系列家族，其众多规格款式都必须建立在电阻、电压、电流测量的“三用表”基础之上；作为前期专利技术的广域测控智能万用表，其“三用表”主体没有全面实现大数据体系架构，核心技术未能全面颠覆现有技术，只是未来智能万用表系列产品中的一个规格品种，对构建智能万用表新系列没有普遍指导意义。万用表智能化，在世界范围内，已经成为人们一直渴望解决但一直没有获得成功的技术难题。本专利技术使上述所有世界难题迎刃而解，为未来的智能万用表系列产品提供一个标准的大数据体系基本架构。
技术实现思路
大数据体系架构智能万用表，专利技术名称本身已诠释了其主要技术特征。万用表的专业书籍和广大技术人员，已经约定俗成的将电压、电流连接器称之为插孔，本专利技术沿用插孔这一通称，有利于专利推广和实现产业化。本设计以“大数据体系架构，数据集成存储处理及可视化”及“突破传统分层结构，面向广域测控，实现底层物联网到互联网无缝融合和集成”为核心技术。本专利技术按照如下方案来实现:大数据体系架构智能万用表，包括：采用AC220V/DC8.6V的外接充电器和内设8.6V/5V锂电池构成的交直流电源；用于控制选通模拟开关的输入端来获取各档电阻、电压或电流信号的单片机，此单片机还通过4094、2803芯片与四只用于电阻、电压和电流分档的继电器相连；并与时钟芯片、温湿度传感器、USB通讯接口和无线通信模块相连；交流信号先经AC/DC转换器，进入A/D转换器，直流信号直接进入A/D转换器，A/D转换器将模拟量转换成数字量送单片机。将数字万用表电阻档的200Ω、2K、20K、200K、2M、20M档，及蜂鸣器快捷档、二极管测量档，合并为三用Ω档；将数字万用表交/直流电压的200mV、2V、20V、200V、1000V档,合并为DV档/AV档；将数字万用表交/直流电流的200uA、2mA、20mA、200mA、20A档,合并为DA档/AA档,所有换挡操作点击标志键一键到位；分时点击复用键M可使数据保持（HOLD），或进入hFE测试档。将数字万用表的COM、VΩ、mA、20A四输入插孔，合并成为COM、VAΩ两输入插孔。参看原理图：J1是电阻档和伏特级电压档共用继电器，J2是毫伏档继电器。电压档伏特档的10M输入电阻R1一端与J1的常开触点相连，毫伏档100K输入电阻R2与J2的常开触点相连，R1、R2另一端连接U1的输出端3，U1的输入端口依次接分压电阻R3-R6，J1和J2的动触点连接VAΩ端口；毫安档继电器J3与安培档继电器J4的动触点并联后，与VAΩ端口相连.，1Ω采样电阻R16的信号端经J3与VAΩ插孔相连，还与U8输入端相连，U8与U7及4只比例电阻构成程控放大器，U8输出端经U7通向A/D转换器,安培级0.01Ω采样电阻R17的信号端经J4的常开触点与VAΩ插孔相连，还经R7和U1通向A/D转换器；电阻测量电路分为高低阻两路，标准电阻R9—R14一端互连为公共点，经Rt和继电器J1连接VAΩ插孔，低阻档标准电阻R9和R10另一端，分别与U4相连，还经U2与3.6V稳压电源相连，40K—40M髙阻档的标准电阻R11—R14，另一端分别接U3端口，U3公共端接2500mV的标准电压，R15的一端接U3，另一端经J1接VAΩ插孔并经U6通A/D转换器IN口。三用欧姆档及电压、电流、电阻实现一键式换挡全覆盖，两插孔一站式测量技术，全面彻底地突破了传统分层结构，颠覆现有技术格局，是史无前例的新一代信息技术智能万用表。是大数据体系中结构简单、使用方便、功能强大的智能终端；其核心技术和结构形式，将引领国际智能万用表的新潮流。在电压档，VAΩ插孔经继电器J1的常开触点与10M电阻R1一端相连，R1另一端连接U1和R3—R6组成的程控档位分压器，并通向A/D转换器IN口，仪表设置为4V档待机状态。电压测量的流程如图3所示：当输入信号Vx≥0.400V时，单片机根据从小到大对数据处理的结果，在1/10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.大数据体系架构智能万用表，包括：采用AC220V/DC8.6V的外接充电器和内设8.6V/5V锂电池构成的交直流电源；用于控制选通模拟开关的输入端来获取各档电阻、电压或电流信号的单片机，此单片机还通过4094、2803芯片与四只用于电阻、电压和电流分档的继电器相连；并与时钟芯片、温湿度传感器、USB通讯接口和无线通信模块相连，交流信号先经AC/DC转换器再进入A/D转换器，直流信号直接进入A/D转换器，A/D转换器将模拟量转换成数字量送单片机，其特征在于：将数字万用表电阻档的200Ω、2K、20K、200K、2M、20M档，及蜂鸣器快捷档、二极管测量档，合并为三用Ω档；将数字万用表交/直流电压的200mV、2V、20V、200V、1000V档, 合并为DV档/AV档；将数字万用表交/直流电流的200uA、2mA、20 mA、200 mA、20A档, 合并为DA档/ AA档,所有换挡操作点击标志键一键到位；分时点击复用键M可使数据保持，或进入hFE测试档，将数字万用表的COM 、VΩ、mA、20A四输入插孔，合并成为COM、VAΩ两输入插孔，电压档伏特级的10M输入电阻R1一端与J1的常开触点相连，毫伏档100K输入电阻R2与J2的常开触点相连， R1、R2另一端连接U1的输出端3，U1的输入端口依次接分压电阻R3‑R6，J1和J2的动触点连接VAΩ端口；毫安档继电器J3与安培档继电器J4的动触点并联后，与VAΩ端口相连.，1Ω采样电阻R16的信号端经J3与VAΩ插孔相连，还与U8输入端相连，U8与U7及4只比例电阻构成程控放大器，U8 输出端经U7通向A/D转换器,安培级0.01Ω采样电阻R17的信号端经J4的常开触点与VAΩ插孔相连，还经R7和U1通向A/D转换器；电阻测量电路分为高低阻两路，标准电阻R9 —R14一端互连为公共点，经Rt和继电器J1连接VAΩ插孔，低阻档标准电阻R9和 R10另一端，分别与U4相连，还经 U2 与3.6V稳压电源相连， 40K—40M髙阻档的标准电阻R11—R14，另一端分别接U3端口，U3公共端接2500mV的标准电压，R15的一端接U3，另一端经J1接VAΩ插孔并经U6通A/D转换器IN口,...

【技术特征摘要】
1.大数据体系架构智能万用表，包括：采用AC220V/DC8.6V的外接充电器和内设8.6V/5V锂电池构成的交直流电源；用于控制选通模拟开关的输入端来获取各档电阻、电压或电流信号的单片机，此单片机还通过4094、2803芯片与四只用于电阻、电压和电流分档的继电器相连；并与时钟芯片、温湿度传感器、USB通讯接口和无线通信模块相连，交流信号先经AC/DC转换器再进入A/D转换器，直流信号直接进入A/D转换器，A/D转换器将模拟量转换成数字量送单片机，其特征在于：将数字万用表电阻档的200Ω、2K、20K、200K、2M、20M档，及蜂鸣器快捷档、二极管测量档，合并为三用Ω档；将数字万用表交/直流电压的200mV、2V、20V、200V、1000V档,合并为DV档/AV档；将数字万用表交/直流电流的200uA、2mA、20mA、200mA、20A档,合并为DA档/AA档,所有换挡操作点击标志键一键到位；分时点击复用键M可使数据保持，或进入hFE测试档，将数字万用表的COM、VΩ、mA、20A四输入插孔，合并成为COM、VAΩ两输入插孔，电压档伏特级的10M输入电阻R1一端与J1的常开触点相连，毫伏档100K输入电阻R2与J2的常开触点相连，R1、R2另一端连接U1的输出端3，U1的输入端口依次接分压电阻R3-R6，J1和J2的动触点连接VAΩ端口；毫安档继电器J3与安培档继电器J4的动触点并联后，与VAΩ端口相连.，1Ω采样电阻R16的信号端经J3与VAΩ插孔相连，还与U8输入端相连，U8与U7及4只比例电阻构成程控放大器，U8输出端经U7通向A/D转换器,安培级0.01Ω采样电阻R17的信号端经J4的常开触点与VAΩ插孔相连，还经R7和U1通向A/D转换器；电阻测量电路分为高低阻两路，标准电阻R9—R14一端互连为公共点，经Rt和继电器J1连接VAΩ插孔，低阻档标准电阻R9和R10另一端，分别与U4相连，还经U2与3.6V稳压电源相连，40K—40M髙阻档的标准电阻R11—R1...

【专利技术属性】
技术研发人员：史振道，
申请(专利权)人：武汉振道世纪科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42