一种带电报警及自闭锁功能的万用表智能模块制造技术

本实用新型专利技术属于测控技术与仪器技术领域，具体涉及一种带电报警及自闭锁功能的万用表智能模块。外壳上开有尺寸不同的槽，分别为限位开关槽用于容纳限位开关，电池槽用于容纳电池，电路板槽用于容纳单片机等，扬声器槽用于容纳扬声器，表笔插孔与万用表插孔相连，万用表插槽用于容纳万用表表体，外壳上还设计有旋钮和挡板，旋钮与万用表旋钮契合，挡板与万用表插槽腔体连接固定万用表；单片机分别与A/D转换芯片、语音播报模块、限位开关、指示灯、驱动芯片连接，A/D转换芯片与线性稳压器连接，语音播报模块与扬声器连接，驱动芯片与继电器连接。本实用新型专利技术可以避免出现表笔位置与所选档位不符所造成的安全事故，可以避免人工失误带来的安全隐患。来的安全隐患。来的安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种带电报警及自闭锁功能的万用表智能模块


[0001]本技术属于测控技术与仪器
，具体涉及一种带电报警及自闭锁功能的万用表智能模块。

技术介绍

[0002]万用表可用于测量电阻、交流直流电压、交流直流电流、电容，还可以检测二极管、三极管、稳压管的好坏。万用表一般适用于电气、仪控设备在线电压测量、电阻测量以及通断测量。万用表具有以下功能：查找电缆断点、检查电缆是否受潮、检测照明电路短路或开路故障、控制回路的检查、主电路的检查等
……
国内外万用表测试笔为普通测试笔，仅具备连接被测对象与万用表的功能，此种电表存在如下不足：如果遇到在控制回路测量电压值时，失误错用电流档、通断档或电阻档等情况时，被测回路导通引发电源短路、控制功能意外动作，严重情况下将导致生产线停止运行、发电机组跳机、输电线路跳闸、电源丧失、设备损毁、人身伤害等后果。随着自动化技术与智能制造技术的不断发展，万用表领域的智能化已经慢慢成为当下万用表研究的方向，但是，目前已有的研究成果均在万用表内部进行直接改造，同时，市面上出现的大多数智能化万用表的智能化方式为在测量电阻、电压、通断时档位的自动切换，在语音提示方面成果较少。总体来看，目前市场上出现的万用表智能化都是从万用表内部入手，在内部加装单片机进行电路的通断控制来实现，也就是需要对万用表整体的内部电路进行重新规划设计，而不是在原有电路的基础上进行改进、增加辅助功能。
[0003]在研究方向上，国内外改装万用表的方向均从内部电路入手，现有智能万用表通常存在以下缺点：在进行电流切换电压测量时仍需手动更换表笔，存在档位和表笔插孔不匹配的问题；在智能识别方面存在识别不准确的缺陷。以外包裹的形式在手持式万用表原有基础上改造成果较少，从外部改进万用表减少万用表的开发工作，且可以实现自动切换表笔的功能，因此从外部加装外包裹实现万用表的智能化的研究与实现是有必要的。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种带电报警及自闭锁功能的万用表智能模块。利用该万用表智能模块辅助用户使用万用表，主要包括：语音提示当前档位信息、将表笔连接到对应档位的插孔、以及在电路接通到万用表之前进行安全性的检测。在选档信息确认后，某些档位需要进行安全性检测，也就是对被测电路进行分析，检测其是否与用户所选择的档位相符合，而在安全性检测前，必然需要对线路通断进行判断，即用户是否已经将表笔与被测档位相连接。
[0005]上述目的是为了解决待测对象与测量档位不相匹配引起的各种事故及经济损失：如果遇到在控制回路测量电压值时，失误错用电流档、通断档或电阻档等情况时，被测回路导通引发电源短路、控制功能意外动作，严重情况下将导致生产线停止运行、发电机组跳机、输电线路跳闸、电源丧失、设备损毁、人身伤害等后果。因此这一套与万用表适配的保护
模块能够从技术上避免由于人因失误使用万用表电阻档或通断档误测带电回路而引发的设备损坏、人身伤害以及生产线停运等重大风险。
[0006]为达到上述目的，本技术所采取的技术方案为：
[0007]一种带电报警及自闭锁功能的万用表智能模块，
[0008]机械结构部分：外壳上开有尺寸不同的槽，分别为限位开关槽用于容纳限位开关，电池槽用于容纳电池，电路板槽用于容纳单片机、A/D转换芯片、线性稳压器、语音播报模块、指示灯、驱动芯片、继电器，扬声器槽用于容纳扬声器，表笔插孔与万用表插孔相连，万用表插槽用于容纳万用表表体，外壳上还设计有旋钮和挡板，旋钮与万用表旋钮契合，挡板与万用表插槽腔体连接固定万用表；
[0009]电路结构部分：单片机分别与A/D转换芯片、语音播报模块、限位开关、指示灯、驱动芯片连接，A/D转换芯片与线性稳压器连接，语音播报模块与扬声器连接，驱动芯片与继电器连接。
[0010]限位开关槽、旋钮、挡板、电池槽、电路板槽、扬声器槽、表笔插孔、万用表插槽均封装于外壳中，外壳表面可视部分仅表笔插孔。
[0011]单片机为STM32F103C8T6单片机、GD32F103C8T6单片机或APM32F103C8T6单片机。
[0012]A/D转换芯片为AD7606芯片或CBM76AD06芯片。
[0013]线性稳压器精度小于0.1V，最大输出电流大于1A。
[0014]语音播报模块最大功率不超过3W。
[0015]限位开关型号为KW12。
[0016]扬声器为8Ω、0.5W，直径为45mm。
[0017]继电器额定电流10A以上、供电为5V。
[0018]1)档位选择：旋钮被旋转至指定档位，同时带动万用表旋钮旋转至指定档位，此时挡板触发限位开关触点闭合，该触点闭合信号以0/1方式传送至单片机，单片机对该信号进行判别，确认其对应的具体档位，判别结果信号通过串口通讯方式传输至语音播报模块，语音播报模块将其处理成标准语句后传送至扬声器进行播报；
[0019]2)被测量信号采集：档位选择结束，表笔接入至被测回路中，经过金属笔尖及导线获取模拟量信号，该模拟量信号首先经过线性稳压器进行滤波及箝位处理，转换为A/D转换芯片所接受的信号范围，随后传输至A/D转换芯片，将被测回路中采集到的模拟量信号转换为单片机所能处理的数字量信号；
[0020]3)被测信号处理：被测量信号采集结束，A/D转换芯片将数字量信号经过串口传输至单片机，单片机获取该信号，将其与经限位开关传输而来的触点变位信号对比，确认两个信号的一致性，只认为两个信号一致时为正确，其余结果均为不正确；
[0021]4)检测结果播报：被测信号处理结束，单片机将判断结果以数字信号模式，经串口传输至语音播报模块，若被测信号检测结果与档位选择一致，则视为档位选择正确，单片机输出信号至驱动芯片，驱动芯片收到信号，输出能够驱动继电器动作的电压至继电器线圈两端，使其触点闭合，接通万用表原有测量回路；若被测信号检测结果与档位选择不一致，则视为档位选择不正确，此时由单片机判定详细的不一致情况，并将判断结果经串口输出对应信号至语音播报模块，语音播报模块再通过标准语句，驱动扬声器播报指定提示语句，同时驱动指示灯闪烁。
[0022]本技术所取得的有益效果为：
[0023]1、智能选档的技术手段，实现了匹配万用表选用档位与表笔对应插孔位置的技术效果，自动接入正确表笔接孔，相比较传统万用表，可以避免出现表笔位置与所选档位不符所造成的安全事故。
[0024]2、智能停止测量的技术手段，实现了在明确发现所选档位不能接入被测电路的情况下，禁止接入的技术效果，实现对万用表和被测电路的保护，相比较传统万用表，可以避免人工失误带来的安全隐患。
[0025]3、语音及提示的技术手段，实现了在人为有不当操作时，给予明确提示的技术效果，既可以做到发现问题，也可以给出对应的正确操作方法。
[0026]4、万用表智能化的技术手段，实现了对原有高精度万用表的智能化改造的技术效果，相比较市面上的智能万用表，在不淘汰原有万用表的基础上，实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带电报警及自闭锁功能的万用表智能模块，其特征在于：机械结构部分：外壳上开有尺寸不同的槽，分别为限位开关槽用于容纳限位开关，电池槽用于容纳电池，电路板槽用于容纳单片机、A/D转换芯片、线性稳压器、语音播报模块、指示灯、驱动芯片、继电器，扬声器槽用于容纳扬声器，表笔插孔与万用表插孔相连，万用表插槽用于容纳万用表表体，外壳上还设计有旋钮和挡板，旋钮与万用表旋钮契合，挡板与万用表插槽腔体连接固定万用表；电路结构部分：单片机分别与A/D转换芯片、语音播报模块、限位开关、指示灯、驱动芯片连接，A/D转换芯片与线性稳压器连接，语音播报模块与扬声器连接，驱动芯片与继电器连接。2.根据权利要求1所述的带电报警及自闭锁功能的万用表智能模块，其特征在于：限位开关槽、旋钮、挡板、电池槽、电路板槽、扬声器槽、表笔插孔、万用表插槽均封装于外壳中，外壳表面可视部分仅表笔插孔。3.根据权利要求1所述的带电报警及自闭锁功能的万用表智能模...

【专利技术属性】
技术研发人员：王惇，翟常营，吴鹏，顾秋斌，赵宁，卢鹤敏，高启祥，陈耀明，洪序平，李民万，徐瀚，
申请(专利权)人：福建福清核电有限公司，
类型：新型
国别省市：