一种量程自动切换的仪表制造技术

本实用新型专利技术提供了一种量程自动切换的仪表，包括量程自动切换电路，量程自动切换电路包括采样模块、信号放大模块、VREF模块和MCU模块，采样模块的输出端分别与信号放大模块的输入端和MCU模块的输入端相连接，VREF模块的输出端与信号放大模块的输入端相连接，信号放大模块的输出端与MCU模块的输入端相连。本实用新型专利技术提供的一种量程自动切换的仪表，通过同时对原始信号和放大后的信号进行采集和测量，并根据原始信号选择进行测量的信号，实现全量程测量时测量信号的自动切换，保证了整个量程的测量精度；电路简单成本低，易于设计和生产；测量时量程的切换对负载设备无影响，适合连续的精确测量，进一步提高测量精度。进一步提高测量精度。进一步提高测量精度。

An instrument for automatic range switching

【技术实现步骤摘要】
一种量程自动切换的仪表


[0001]本技术涉及测量仪表
，尤其涉及一种量程自动切换的仪表。

技术介绍

[0002]在电流测量仪表中，往往由于需要测量的电流信号较宽，为了提高在整个量程范围内的测量精度，需要分段进行测量，或使用较高分辨率的AD转换器。
[0003]在使用高分辨率的AD转换器时，成本较高。当使用电子开关进行量程切换时，不仅成本很高，并且电路设计较复杂，同时半导体电子开关在关闭时也不是完全关闭，也存在微弱的漏电流影响微安甚至更低量级的小电流测量结果。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是要提供一种量程自动切换的仪表，可以解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
[0005]根据本技术的一个方面，提供了一种量程自动切换的仪表，包括量程自动切换电路，量程自动切换电路包括采样模块、信号放大模块、VREF模块和MCU模块，采样模块的输出端分别与信号放大模块的输入端和MCU模块的输入端相连接，VREF模块的输出端与信号放大模块的输入端相连接，信号放大模块的输出端与MCU模块的输入端相连，采样模块用于对原始信号进行采集，信号放大模块用于对原始信号进行放大，MCU模块用于获取原始信号与放大后的信号进行测量，并根据原始信号的测量值选择进行测量的信号。
[0006]在一些实施方式中，采样模块包括电流互感器CT1和采样电阻R1，电流互感器CT1连接在采样电阻R1的两端，采样电阻R1的两端分别连接信号放大模块，采样电阻R1的一端连接MCU模块。
[0007]在一些实施方式中，信号放大模块包括运算放大器D1，运算放大器D1的同相输入端通过电阻R2与采样电阻R1的一端相连，运算放大器D1的反相输入端通过电阻R3与采样电阻R1的另外一端相连，运算放大器D1的输出端与MCU模块相连。
[0008]在一些实施方式中，运算放大器D1的反相输入端与运算放大器D1的输出端之间连接有电阻R4。
[0009]在一些实施方式中，VREF模块的输出端通过电阻R3与运算放大器D1的反相输入端相连。
[0010]在一些实施方式中，VREF模块包括电阻R5、电阻R6以及运算放大器D2，电阻R5一端连接电源，另外一端连接运算放大器D2的反相输入端，电阻R6一端接地，另外一端连接运算放大器D2的反相输入端，运算放大器D2的输出端与信号放大模块相连。
[0011]本技术提供的一种量程自动切换的仪表，通过对测量的原始信号进行一次放大，同时对原始信号和放大后的信号进行采集和测量，并根据原始信号选择进行测量的信号，实现全量程测量时测量信号的自动切换，保证了整个量程的测量精度；电路简单成本低，易于设计和生产；测量时量程的切换对负载设备无影响，适合连续的精确测量，进一步
提高测量精度。
[0012]另外，在本技术技术方案中，凡未作特别说明的，均可通过采用本领域中的常规手段来实现本技术方案。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1为本技术一实施例提供的一种量程自动切换的仪表中量程自动切换电路的结构示意图。
[0015]图2为本技术一实施例提供的一种量程自动切换的仪表中量程自动切换电路的采样模块、信号放大模块和MCU模块的电路图。
[0016]图3为本技术一实施例提供的一种量程自动切换的仪表中量程自动切换电路的VREF模块的电路图。
具体实施方式
[0017]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0018]实施例：
[0019]在本实施例中，参考说明书附图1
‑
3，提供了一种量程自动切换的仪表，该量程自动切换仪表中包括量程自动切换电路，量程自动切换电路包括采样模块1、信号放大模块2、VREF模块3和MCU模块4，采样模块1的输出端分别与信号放大模块2的输入端和MCU模块4的输入端相连接，VREF模块3的输出端与信号放大模块2的输入端相连接，信号放大模块2的输出端与MCU模块4的输入端相连，其中，采样模块1用于对原始信号进行采集，信号放大模块2用于对原始信号进行放大，MCU模块4用于获取原始信号与放大后的信号进行测量，并根据原始信号的测量值选择进行测量的信号。
[0020]在可选的实施例中，采样模块1包括电流互感器CT1和采样电阻R1，电流互感器CT1连接在采样电阻R1的两端，采样电阻R1的两端分别连接信号放大模块2，采样电阻R1的一端连接MCU模块4。由此，要测量的电流信号，经过电流互感器CT1和采样电阻R1转换成原始信号，记为I1。
[0021]在可选的实施例中，信号放大模块2包括运算放大器D1，运算放大器D1的同相输入端通过电阻R2与采样电阻R1的一端相连，运算放大器D1的反相输入端通过电阻R3与采样电阻R1的另外一端相连，运算放大器D1的输出端与MCU模块相连。由此，原始信号I1经过信号放大模块放大后，得到放大后的信号，记为I1X。
[0022]在可选的实施例中，运算放大器D1的反相输入端与运算放大器D1的输出端之间连
接有电阻R4。
[0023]在可选的实施例中，VREF模块3的输出端通过电阻R3与运算放大器D1的反相输入端相连。
[0024]在可选的实施例中，VREF模块3包括电阻R5、电阻R6以及运算放大器D2，电阻R5一端连接电源，另外一端连接运算放大器D2的反相输入端，电阻R6一端接地，另外一端连接运算放大器D2的反相输入端，运算放大器D2的输出端与信号放大模块2相连。
[0025]在可选的实施例中，MCU模块4包括型号为HC32F005的芯片U1，芯片U1的信号输入端分别与采样模块1的输出端和信号放大模块2的输出端相连接，芯片U1采集原始信号I1和放大后的信号I1X，并进行测量。根据原始信号I1的测量值是否满足预设的量程范围，确定使用I1进行测量还是使用I1X进行测量。例如，假设量程自动切换的仪表可测量的电流范围为0
‑
5A，预设0
‑
50mA使用放大后的信号I1X进行测量，则当原始信号I1的测量值小于50mA时，使用放大后的信号I1X进行测量，当原始信号I1的测量值大于50mA时，使用原始信号I1X进行测量。由此，当待测电流值较小时，自动切换使用放大后的信号进行测量保证测量的精确度，使测量结果更加准确，提高整个量程的测量精度。
[0026]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种量程自动切换的仪表，其特征在于，包括量程自动切换电路，所述量程自动切换电路包括采样模块、信号放大模块、VREF模块和MCU模块，所述采样模块的输出端分别与所述信号放大模块的输入端和所述MCU模块的输入端相连接，所述VREF模块的输出端与所述信号放大模块的输入端相连接，所述信号放大模块的输出端与所述MCU模块的输入端相连，所述采样模块用于对原始信号进行采集，所述信号放大模块用于对原始信号进行放大，所述MCU模块用于获取原始信号与放大后的信号进行测量，并根据原始信号的测量值选择进行测量的信号。2.根据权利要求1所述的一种量程自动切换的仪表，其特征在于，所述采样模块包括电流互感器CT1和采样电阻R1，所述电流互感器CT1连接在所述采样电阻R1的两端，所述采样电阻R1的两端分别连接所述信号放大模块，所述采样电阻R1的一端连接所述MCU模块。3.根据权利要求2所述的一种量程自动切换的仪表，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永军，张正勇，朱保环，
申请(专利权)人：上海冉能自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：