一种教学实验用的直流测量电流表制造技术

一种教学实验用的直流测量电流表，包括主控电路，主控电路连接有输入输出通讯隔离电路和干触点输出保护电路，主控电路通过AD转换电路连接交直流转换电路，主控电路上还连接有用于将PWM信号转换为电流信号进行输出的电流转换电路。本实用新型专利技术采用两路探针输入的方式，通过交直流转换电路的转换后成为直流信号并传输至AD转换电路中进行模数转换，AD转换电路读取电流信号并由主控电路判断其是否超量程，若超量程，则主控电路切换档位或进行超量程信号输出，无需手动进行调档或更换量程，测量速度得到提高，且通过干触点输出保护电路和输入输出通讯隔离电路可以实现对485通讯和输入输出信号的保护，便于学生教学和正常测量工作的使用。使用。使用。

【技术实现步骤摘要】
一种教学实验用的直流测量电流表


[0001]本技术涉及电流测量
，尤其是一种教学实验用的直流测量电流表。

技术介绍

[0002]直流测量电流表是指用来测量直流电路中电流强度的仪表，在需要测量较大电流时，可在两输入端并联一定阻值的低电阻，以扩大其量程，常用的直流电流表在测量使用工作中，会根据测量不同的电流值来选用合适的量程范围，以使测量的电流值更为准确，现在大部分的直流电流表的测量范围只有特定的量程，在实际测量或在做教学实验中，若要测量超量程的电流值，则只能手动更换量程更大的电流表，若不清楚预测量的电流范围，则只能从大量程的电流表往小量程的电流表进行依次检测，才能确定其精确范围，手动更换量程导致实际电流检测速度减慢，不利于教学工作的开展，且大多数的电流表欠缺保护措施，出现故障时，不能及时作出反馈处理，对测量工作起到障碍，也给实验教学工作带来不便。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种包括输入信号保护、TVS保护、干触点超量程输出保护等多重防护措施，且可测量多种波形信号的直流测量电流表。
[0004]本技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
[0005]一种教学实验用的直流测量电流表，包括：
[0006]主控电路，用于处理电流表输入的数据信号并输出测量的数据信息；
[0007]AD转换电路，用于将输入的模拟信号转换为数字信号并传送至所述主控电路中，AD转换电路采用24位高精度A/D采集芯片，同时带有超量位，如果超量程马上快速切换档位进行超量程输出，测量速度可通过PWM信号进行控制，转换过程最高可达0.001s完成；
[0008]交直流转换电路，用于将输入的交流信号经过取样放大后进行真有效值转换为直流信号并传送至所述AD转换电路的输入端；
[0009]输入输出通讯隔离电路，用于对电流表的电路进行输入保护和通讯隔离保护；
[0010]干触点输出保护电路，用于对电流表电路中的干触点输出进行保护；
[0011]电流转换电路，用于将PWM信号转换为电流信号进行输出；
[0012]输入电流的采样端连接有瞬时保护电路，所述瞬时保护电路通过二极管的特性保护电路元器件，防止因瞬间电流过大而烧坏元器件，同时在切换档位瞬间有瞬间开路出现，以防止在测量电路时外加电路对其的损坏；
[0013]所述交直流转换电路的输入端连接信号采集端口，输出端通过所述AD转换电路连接主控电路，所述输入输出通讯隔离电路和干触点输出保护电路连接所述主控电路，所述电流转换电路也连接在所述主控电路上，交流电流的模拟信号通过信号采集端口传输至所述交直流转换电路，经过交直流转换电路的真有效值转换后成为直流信号并传输至AD转换电路中进行模数转换，模数转换将模拟信号变为数字信号并送至所述主控电路中，由主控电路对测量的电流值进行处理，并输出至终端进行显示，模数转换的同时，AD转换电路读取
电流信号并由主控电路判断其是否超量程，若超量程，则主控电路切换档位或进行超量程信号输出。
[0014]优选的，所述主控电路还连接有显示按键电路，所述显示按键电路的输出端连接有显示器，所述显示按键电路的输入端设有若干按键，所述主控电路处理后的数据信息通过所述显示按键电路的显示器进行展示，通过所述显示按键电路的按键来选择电流表的自动量程或手动量程，并可通过按键对电流表进行校准，显示按键电路采用1628芯片驱动六位数码管进行显示，显示范围最小为正负2.0000mA。
[0015]优选的，所述瞬时保护电路包括串口JV1，所述串口JV1的两引脚之间并联有二极管D4和二极管D5，所述二极管D4的正极和二极管D5的负极连接所述输入电流的采样端，所述二极管D4的负极和二极管D5的正极串联并接地。
[0016]优选的，数据信号的正输入端连接有电阻R9、R10和R11，所述电阻R9连接20mA电源电流，所述电阻R10连接2mA电源电流，所述电阻R11接地，200mA的电源电流上通过串联有电阻R8接地，2A的电源电流上通过接有电阻R7和电阻R13接地，10A的电源电流上通过连接电阻R6接地，为了防止切换继电器触点对测量值的影响，测量信号点分别取在取样电阻的两端，防止时间过久继电器触点影响测量值。
[0017]优选的，所述输入输出通讯隔离电路包括控制芯片U4，控制芯片U4的VIA引脚和VOB引脚连接有控制芯片U5，所述控制芯片U5的B和A引脚上并联有瞬态抑制二极管U6，所述瞬态抑制二极管U6的两端连接有瞬态抑制二极管U3和瞬态抑制二极管U7的串联。
[0018]优选的，所述瞬态抑制二极管U6的型号为SMBJ11CA，瞬态抑制二极管U3和瞬态抑制二极管U7的型号为SMBJ6.5CA。
[0019]优选的，所述控制芯片U4的型号为ADUM1201,用于进行输入输出通讯隔离，控制芯片U5的型号为MAX13487，用于RS485通讯。
[0020]优选的，所述显示按键电路包括控制芯片U1，所述控制芯片U1的型号为TM1628，其KS1
‑
KS6引脚上各串有一个按键，用于实现不同功能。
[0021]优选的，所述主控电路包括控制芯片U6，所述控制芯片U6的型号为STM8S105K4T6C，其PC3引脚上连接所述干触点输出保护电路的RLY5引脚，其PD7、PD4、PD3和PD2引脚依次连接所述AD转换电路的CS、SCLK、PWM和DIN引脚。
[0022]本技术的优点和积极效果是：
[0023]本技术采用两路探针输入的方式，通过交直流转换电路的真有效值转换后成为直流信号并传输至AD转换电路中进行模数转换，模数转换将模拟信号变为数字信号并送至主控电路中，由主控电路对测量的电流值进行处理，并输出至终端进行显示，模数转换的同时，AD转换电路读取电流信号并由主控电路判断其是否超量程，若超量程，则主控电路切换档位或进行超量程信号输出，无需手动进行调档或更换量程，测量速度得到提高，测量范围可达0.0001mA
‑
10A，分辨率达到0.0001mA，且通过干触点输出保护电路和输入输出通讯隔离电路可以实现对485通讯和输入输出信号的保护，便于学生教学和正常测量工作的使用。
附图说明
[0024]图1是本技术的模块电路连接框图；
[0025]图2是本技术的主控电路的电路原理图；
[0026]图3是本技术的AD转换电路的电路原理图；
[0027]图4是本技术的电流转换电路的电路原理图；
[0028]图5是本技术的干触点输出保护电路的电路原理图；
[0029]图6是本技术的交直流转换电路的电路原理图；
[0030]图7是本技术的输入输出通讯隔离电路的电路原理图；
[0031]图8是本技术的瞬时保护电路的第一张原理图；
[0032]图9是本技术的瞬时保护电路的第二张原理图；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种教学实验用的直流测量电流表，其特征在于：包括：主控电路，用于处理电流表输入的数据信号并输出测量的数据信息；AD转换电路，用于将输入的模拟信号转换为数字信号并传送至所述主控电路中；交直流转换电路，用于将输入的交流信号经过取样放大后进行真有效值转换为直流信号并传送至所述AD转换电路的输入端；输入输出通讯隔离电路，用于对电流表的电路进行输入保护和通讯隔离保护；干触点输出保护电路，用于对电流表电路中的干触点输出进行保护；电流转换电路，用于将PWM信号转换为电流信号进行输出；瞬时保护电路，所述瞬时保护电路连接输入电流的采样端，所述瞬时保护电路用于阻止瞬间电流过大；所述交直流转换电路的输入端连接信号采集端口，输出端通过所述AD转换电路连接主控电路，所述输入输出通讯隔离电路和干触点输出保护电路连接所述主控电路，所述电流转换电路也连接在所述主控电路上，交流电流的模拟信号通过信号采集端口传输至所述交直流转换电路，经过交直流转换电路的真有效值转换后成为直流信号并传输至AD转换电路中进行模数转换，模数转换将模拟信号变为数字信号并送至所述主控电路中，由主控电路对测量的电流值进行处理，并输出至终端进行显示，模数转换的同时，AD转换电路读取电流信号并由主控电路判断其是否超量程，若超量程，则主控电路切换档位或进行超量程信号输出。2.根据权利要求1所述的一种教学实验用的直流测量电流表，其特征在于：所述主控电路还连接有显示按键电路，所述显示按键电路的输出端连接有显示器，所述显示按键电路的输入端设有若干按键，所述主控电路处理后的数据信息通过所述显示按键电路的显示器进行展示，通过所述显示按键电路的按键来选择电流表的自动量程或手动量程。3.根据权利要求1所述的一种教学实验用的直流测量电流表，其特征在于：所述瞬时保护电路包括串口JV1，所述串口JV1的两引脚之间并联有二极管D4和二极管D5，所述二极管D4的正极和二极管D5的负极连接所述输入电...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷金旗，陈招华，朱明，董岳飞，白胜平，
申请(专利权)人：杭州智海合达科技有限公司，
类型：新型
国别省市：