本实用新型专利技术提出了一种科研仪器用电动态监测装置，属于用电安全检测领域，特别是涉及一种科研仪器用电动态监测装置。解决了现有电安全动态监测装置无法适用于科研仪器设备监控的问题。它包括单片机、电流传感器、测量放大器、有效值转换器、A/D转换器、键盘显示电路、报警电路、通讯电路和上位机，所述电流传感器与测量放大器相连，所述测量放大器与有效值转换器相连，所述有效值转换器与A/D转换器相连，所述A/D转换器与单片机相连，所述单片机与键盘显示电路相连，所述单片机与报警电路相连，所述单片机与通讯电路相连，所述通讯电路与上位机相连。它主要用于科研仪器的用电安全进行动态监测。
【技术实现步骤摘要】
一种科研仪器用电动态监测装置
本技术属于用电安全检测领域，特别是涉及一种科研仪器用电动态监测装置。
技术介绍
在科学研究领域，科研仪器的安全运行，不仅关系到科研仪器设备本身使用寿命，更关系科研人员的生命安全。科研仪器的正确使用及运行过程中的安全可靠，一直是科研人员普遍关注的内容。随着科研仪器自我故障保护功能的不断完善，人们使用设备的安全防护意识也不断提高，各方面的规范也在完善，用电安全事故确实得到一定程度的减少，但并没有从根本上得到遏制。目前市场上出现的用电安全动态监测装置主要面向家庭、工厂的用电安全监控，无法适应科研仪器设备监控的规律，不具有可移植性。无法实现用电设备的实时监测以及安全隐患的事前预警。
技术实现思路
本技术为了解决现有技术中的问题，提出一种科研仪器用电动态监测装置。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种科研仪器用电动态监测装置，它包括单片机、电流传感器、测量放大器、有效值转换器、A/D转换器、键盘显示电路、报警电路、通讯电路和上位机，所述电流传感器与测量放大器相连，所述测量放大器与有效值转换器相连，所述有效值转换器与A/D转换器相连，所述A/D转换器与单片机相连，所述单片机与键盘显示电路相连，所述单片机与报警电路相连，所述单片机与通讯电路相连，所述通讯电路与上位机相连。更进一步的，所述单片机型号为STC15F2K60S2。更进一步的，所述电流传感器型号为SCT254AK，额定输入电流为5A，额定输出电流为2.5mA。更进一步的，所述电流传感器与电阻并联。更进一步的，所述测量放大器为LM158双路通用运算放大器。更进一步的，所述有效值转换器采用型号为AD736的AD/DC转换器。更进一步的，所述A/D转换器为MAX1241转换器。更进一步的，所述报警电路为声光报警电路。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术解决了现有电安全动态监测装置无法适用于科研仪器设备监控的问题。本技术采用单片机对设定的参数进行实时监控，在科研仪器的电源端进行电信号采集，采集完的数据与设定值相比较,比较结果用于检测科研仪器是否发生异常，从而使科研仪器管理人员能够在第一时间发现问题并及时采取有效措施，防止后续不必要的人身安全问题或财产损失，满足监测装置结构简单、体积小、使用方便等特点。附图说明图1为本技术所述的一种科研仪器用电动态监测装置结构示意图；图2为本技术所述的测量放大器中测量放大电路结构图；图3为本技术所述的有效值转换器的应用线路图；图4为本技术所述的A/D转换器中A/D转换电路图；图5为本技术所述的报警电路结构图；图6为本技术所述的科研仪器用电动态监测流程图。1-单片机，2-电流传感器，3-测量放大器，4-有效值转换器，5-A/D转换器，6-键盘显示电路，7-报警电路，8-通讯电路，9-通讯电路。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。参见图1-6说明本实施方式，一种科研仪器用电动态监测装置，它包括单片机1、电流传感器2、测量放大器3、有效值转换器4、A/D转换器5、键盘显示电路6、报警电路7、通讯电路8和上位机9，所述电流传感器2与测量放大器3相连，所述测量放大器3与有效值转换器4相连，所述有效值转换器4与A/D转换器5相连，所述A/D转换器5与单片机1相连，所述单片机1与键盘显示电路6相连，所述单片机1与报警电路7相连，所述单片机1与通讯电路8相连，所述通讯电路8与上位机9相连。本实施例装置具有两种工作状态，即标定状态和动态监测状态。标定状态有两种操作模式，第一种使用键盘显示电路6录入标准的周期信号值，第二种可启动单片机1信号采集程序采集标准的周期信号值，两种模式所采集的信号值均存于单片机的flashroom中，以备动态监测状态时与动态采集的数据进行比较。动态监测状态是装置的正常运行状态，通过实时对科研仪器用电的电流信号实时进行采集，在单片机1的控制之下完成放大和A/D转换，并将转换完的数值与flashroom中的周期数值逐一进行比较，一旦比较出来的结果超出正常值，装置马上发出报警信号，同时将装置地址传送到上位机9，向上位机9发出报警，以便实验室科研人员采取正确的安全措施。每台科研仪器可配备一个科研仪器用电动态监测装置，这样可以动态监控当前设备使用是否处于异常工作状态，极大的提高了科学实验的安全性。本装置使用单片机1作为控制单元，其型号为STC15F2K60S2，该单片机是新一代单时钟单机器周期的单片机1，具有高速度、低功耗、宽电压及超强抗干扰等特点，存储容量大，内部集成专用复位电路，不用外接晶振电路和复位电路，可以称为系统级芯片。如图2所示，测量放大器3通过测量放大电路用来放大电流传感器2传来的微弱电流信号。电流传感器2型号为SCT254AK，额定输入电流为5A，额定输出电流为2.5mA。将SCT254AK电流传感器2直接并联一个电阻使输出变换成电压信号，然后送到测量放大器测量放大电路3的输入端，测量放大电路采用了LM158双路通用运算放大器构成高共模抑制比放大电路，其中U3A和U3B构成平衡对称的差动放大输入级，U4A工作于差动放大模式，用于抑制前级的共模干扰，该测量放大电路具有输入阻抗高、共模抑制比高的优点。为了使测量放大电路工作稳定，必须使平衡对称的差动放大电路的元件高度匹配，否则其带来的误差将会产生共模干扰，设计时必须使图2中的Ra＝Rb，Rc＝Rd，Re＝Rf，Rg＝Rh，则放大倍数为：其中RV为图2中的可调电阻，用于调节电路的放大倍数而不影响到电路的对称性，由于平衡对称的差动放大电路采用同相放大，其输入电阻有几百欧姆。如图3所示，针对之前测量放大器3放大电路输送的交流电压值信号，有效值转换器4中的有效值转换电路采用型号为AD736的AD/DC转换器进行转换。AD736是经过激光修正的单片精密真有效值AC/DC转换器。其主要特点是准确度高、灵敏性好、测量速率快、频率特性好、输入阻抗高、输出阻抗低、电源范围宽且功耗低,最大的电源工作电流为200μA。如图4所示，A/D转换器5通过A/D转换电路进行转换，A/D转换器5为MAX1241转换器，MAX1241的最大优点是低功耗，具有12位串行模数转换器，共有8个管脚，工作电压为+2.7～+5.5V，连续AD转换时间为7.5μs，MAX1241外部参考电压输入范围为0～2.5V，输入电压范围为0～2.5V。MAX1241可直接与单片机1的I/O口相连，/CS为片选线，Dout为数据线，SCLK为时钟信号线。在/CS置低电平后，启动A/D转换，在/CS的下降沿，采样保持电路进入保持状态，而且转化正式开始，经过一段内部转化时间后，转化结束的标志通过Dout置高电平，经过转换的数据传送到单片机1。如图5所示，单片机1一旦检测到测本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种科研仪器用电动态监测装置，其特征在于：它包括单片机(1)、电流传感器(2)、测量放大器(3)、有效值转换器(4)、A/D转换器(5)、键盘显示电路(6)、报警电路(7)、通讯电路(8)和上位机(9)，所述电流传感器(2)与测量放大器(3)相连，所述测量放大器(3)与有效值转换器(4)相连，所述有效值转换器(4)与A/D转换器(5)相连，所述A/D转换器(5)与单片机(1)相连，所述单片机(1)与键盘显示电路(6)相连，所述单片机(1)与报警电路(7)相连，所述单片机(1)与通讯电路(8)相连，所述通讯电路(8)与上位机(9)相连。/n
【技术特征摘要】
1.一种科研仪器用电动态监测装置，其特征在于：它包括单片机(1)、电流传感器(2)、测量放大器(3)、有效值转换器(4)、A/D转换器(5)、键盘显示电路(6)、报警电路(7)、通讯电路(8)和上位机(9)，所述电流传感器(2)与测量放大器(3)相连，所述测量放大器(3)与有效值转换器(4)相连，所述有效值转换器(4)与A/D转换器(5)相连，所述A/D转换器(5)与单片机(1)相连，所述单片机(1)与键盘显示电路(6)相连，所述单片机(1)与报警电路(7)相连，所述单片机(1)与通讯电路(8)相连，所述通讯电路(8)与上位机(9)相连。
2.根据权利要求1所述的一种科研仪器用电动态监测装置，其特征在于：所述单片机(1)型号为STC15F2K60S2。
3.根据权利要求1所述的一种科研仪器用电动态监测装置，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨卓林，陆凯，曹灿，甄海涛，吕宜光，张建平，
申请(专利权)人：黑龙江省科学院智能制造研究所，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23
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