一种测量电流、电压、功率因数的组合式电量表及其测量方法技术

本发明专利技术公开了一种测量电流、电压、功率因数的组合式电量表及其测量方法，包括与各电路相连接的电源电路，其特征在于，所述的组合式电量表，包括单片机、显示电路、信号采集电路，所述的信号采集电路通过单片机与显示电路相连接。该组合式电量表适用于电力电网、自动化控制系统、高低压电器的现场监测显示。可替代原模拟指针仪表，能够实现对电流、电压、功率因数电参数同时进行测量及显示。与以往的电流、电压等表不同，它可以对几个参数同时进行测量并显示，而且是三排LED数码管显示，其可视度高，给人一目了然的感觉，读数时也方便直观。具有精度高、稳定性好、可靠性高、成本低、结构简单、易操作等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力测量仪表，具体地说涉及。
技术介绍
随着科学技术的日益发展，人们测量事物的技术越来越发达，由以前的目测到简单的测量工具，再到现在的数字式电子测量，这些技术的发展给人们的生活、工作等都带来了极大的效益，大大地提升了办公效益，为社会创造了更多的财富。以往采用模拟指针仪表，测量仪表操作比较复杂，而且测量的电参数比较单一简单，导致在工作过程当中浪费大量的时间和金钱等，降低了生产及工作的效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，实现对电流、电压、功率因数电参数同时进行测量及显示。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是一种测量电流、电压、功率因数的组合式电量表，包括与各电路相连接的电源电路，其特征在于，所述的组合式电量表，包括单片机、显示电路、信号采集电路，所述的信号采集电路通过单片机与显示电路相连接，所述的单片机，用于读取到信号采集电路采集到的电量数据，经过处理后，将电压、电流值和功率因数通过显示电路进行显示。所述的信号采集电路由电流/电压互感器和计量芯片所组成，电流、电压信号经过互感器后，变换为计量芯片可采集的信号，单片机经过输入输出口读取到计量芯片的电流、电压值。所述的显示电路由缓存器、限流电阻和LED数码管所组成。当单片机处理后的数据送入缓存器后经过限流电阻，通过LED显示器显示电流、电压值和功率因数。所述的单片机型号为AT89C51，所述的计量芯片的型号为CS5463。一种根据权利要求1-4所述的测量电流、电压、功率因数的组合式电量表的测量方法，其特征在于；单片机中存贮测量程序，所述的测量方法包括下列步骤；1)初始化步骤，用于单片机输入输出口的定义，2)中断判断步骤，用于判断是否产生中断，若是，则进入响应中断步骤；3)信号采集、数据处理步骤，用于通过电流互感器或电压互感器采集输入信号，测量芯片对模拟量采样处理，通过SPI串行接口将数据传送给单片机；4)显示步骤，缓存器将单片机输出口发送过来的8位串行数据转换成8位平行信号输出，用以驱动LED数码管显示。所述的响应中断步骤为测量电压、电流信号中断子程序和测量功率因数中断子程序。，该组合式电量表适用于电力电网、自动化控制系统、高低压电器的现场监测显示。可替代原模拟指针仪表，能够实现对电流、电压、功率因数电参数同时进行测量及显示。与以往的电流、电压等表不同， 它可以对几个参数同时进行测量并显示，而且是三排LED数码管显示，其可视度高，给人一目了然的感觉，读数时也方便直观。具有精度高、稳定性好、可靠性高、成本低、结构简单、易操作等优点。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明；图1为本专利技术测量电流、电压、功率因数的组合式电量表电路结构框图2为图1所示电源电路原理示意图3为图1所示信号采集电路原理示意图4为单片机电路原理示意图5为本专利技术主程序流程图6为测量电压、电流信号中断子程序流程图7为测量功率因数中断子程序流程在图1 图4中，1、电源电路；2、信号采集电路；3、单片机；4、显示电路；5、计量芯片。具体实施方式如图1所示，组合式电量表包括电源电路1、信号采集电路2、单片机3和显示电路4。信号采集电路2通过单片机3与显示电路4相连接，单片机3，用于读取到信号采集电路2采集到的电量数据，经过处理后，将电压、电流值和功率因数通过显示电路4进行显示。将待测电压和电流输入到计量芯片CSM63进行处理，计量芯片CSM63将处理结果送入 AT89C51单片机进行处理，经单片机控制处理后的数据输出送入到缓存器，然后经限流电阻保护后进行LED显示。参见图2、图3，电源电路1由变压器Tl、整流电路D1、三态稳压电路ICl和滤波电路组成，输入AC220V经回路输出+5V为系统供电。信号采集电路2由待测电压、电流经电流互感器T3、电压互感器T2输入到计量芯片5进行实时处理，然后将处理后的结果送入到单片机3。计量芯片5是一个包含两个Δ Σ模-数转换器(ADC)、功率计算功能、电能到频率转换器和一个串行接口的完整的功率测量芯片。它可以精确测量瞬时电压，电流和计算 I RMS, VRMS、瞬时功率、有功功率、无功功率，用于研制开发单相、2线或3线电表。参见图4，该回路主要是AT89C51单片机，经计量芯片CSM63后的数据信息送入到AT89C51单片机，然后单片机进行相应的处理操作，最终将CPU处理后的结果送入显示电路。显示电路4主要是由缓存器、限流电阻和LED数码管组成。当CPU处理后的数据送入缓存器后其经过限流电阻的限流保护作用，然后显示器进行LED显示电流、电压和功率因数。如图5所示，图5是本专利技术测量电流、电压、功率因数的组合式电量表的测量方法主程序流程图。该仪表为一种同时测电流、电压、功率因数三组合式电量表，初始化电流和电压输入值为零，若没有待测信号输入时则输出值均为零。若有待测信号输入时，待测信号则经过计量芯片CSM63进行响应处理，处理后数据输入AT89C51单片机，然后单片机对输入数据进行判断处理，输出相对应的电量值到缓存器，最终由LED数码管显示出来。步骤10开始，在步骤11中单片机初始化，单片机输入输出口的定义。步骤12判断是否产生中断，若是，则进入响应中断步骤13，若否，则进入步骤16进行LED数码管显示。 步骤14单片机数据处理，步骤15缓存器数据处理，在步骤16中LED数码管显示电流、电压和功率因数。参见图6，图6为主程序中响应中断步骤中测量电压、电流信号中断子程序流程图，步骤20采集电流、电压信号。在步骤21中保护现场，步骤22开中断，在步骤23中判断是否有电压、电流信号，若是，进入步骤M计量芯片数据处理，若否，则进入步骤27恢复现场。在步骤25中单片机数据处理，步骤沈关中断，在执行步骤27恢复现场后返回主程序。参见图7，图7为主程序中响应中断步骤中测量功率因数中断子程序流程图；步骤 30采集电流、电压信号。在步骤31中保护现场，步骤32开中断，在步骤33中判断是否有电压、电流信号，若是，进入步骤34调计量芯片数据计算子程序，若否，则进入步骤37恢复现场。在步骤35中单片机数据处理，步骤36关中断，在执行步骤37恢复现场后返回主程序。上面结合附图对本专利技术进行了示例性描述，显然本专利技术具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本专利技术的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本专利技术的保护范围之内。权利要求1.一种测量电流、电压、功率因数的组合式电量表，包括与各电路相连接的电源电路 (1)，其特征在于，所述的组合式电量表，包括单片机(3)、显示电路G)、信号采集电路0)， 所述的信号采集电路⑵通过单片机⑶与显示电路⑷相连接，所述的单片机(3)，用于读取到信号采集电路(2)采集到的电量数据，经过处理后，将电压、电流值和功率因数通过显示电路(4)进行显示。2.根据权利要求1所述的测量电流、电压、功率因数的组合式电量表，其特征在于，所述的信号采集电路O)由电流/电压互感器和计量芯片( 所组成，电流、电压信号经过互感器后，变换为计量芯片(5)可采集的信号，单片机(3)经过输入输出口读取到计量芯片的电流、电压值。3.根据权利要求1所述的测量电流、电压、功率因数的组合式电量表，其特征在于，所述的显示电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：束龙胜，董雪晴，秦小州，陈坚伟，张立新，张圣保，徐怀宾，张先才，张春芽，钱田义，
申请(专利权)人：安徽鑫龙电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：