多功能电力仪表制造技术

本实用新型专利技术提供一种多功能电力仪表，包括：电量采集和信号处理模块，MCU微处理器，显示模块以及上位机通讯模块；其中，MCU微处理器分别与电量采集和信号处理模块、显示模块和上位机通讯模块连接，控制各个模块工作；其中，电量采集和信号处理模块适于将采集的电信号处理后送入MCU微处理器；其中，MCU微处理器适于将电信号进一步处理，并通过显示模块显示，通过上位机通讯模块进行传输。可选的，所述的多功能电力仪表还包括：按键设置和执行模块，与MCU微处理器连接。不仅能够同时测量多种数据，还兼有信息发送功能。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及仪器仪表领域，尤其涉及一种多功能电力仪表。 
技术介绍
随着新世纪高分子化学、分子生物学、生命科学、临床医学、药学、材料、环境监测与控制等高新科技与产业的发展，在当今社会的发展中起着极大的作用，在工业、农业、科研、军事中都起着重要的作用，仪器仪表的应用范围已经覆盖了人类活动的所有领域。 现有技术中，普遍采用电力仪表都是只有单一的功能如只能测量电压/电流/功率，浪费资源和操作的不方便，而且也不能实时的显示。 目前用电管理最重要和最基础的用电数据仍采用原始落后的人工抄收的方法，不但劳动强度大、效率低，而且还会存在抄表不到位、估抄、漏抄、错抄、错算及抄表周期长等问题。除此之外，目前许多电力仪表测量的精确度，稳定度也不高，而且高精度的电力仪表的成本比较昂贵。 
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种多功能电力仪表。 根据本技术一个方面，提供一种多功能电力仪表，包括：电量采集和信号处理模块，MCU微处理器，显示模块以及上位机通讯模块； 其中，MCU微处理器分别与电量采集和信号处理模块、显示模块和上位机通讯模块连接，控制各个模块工作； 其中，电量采集和信号处理模块适于将采集的电信号处理后送入MCU微处理器； 其中，MCU微处理器适于将电信号进一步处理，并通过显示模块显示，通过上位机通讯模块进行传输。 可选的，所述的多功能电力仪表还包括： 按键设置和执行模块，与MCU微处理器连接。 可选的，所述的电量采集与信号处理模块1包括电压采样电路、电流采样电路、信号调理电路和电能表专用芯片。 可选的，所述的电量采集和信号处理模块为单相的双向功率测量芯片CS5460A。 可选的，所述的MCU微处理器采用AT89C52单片机。 可选的，所述的显示模块为0CM12864-2型液晶显示模块。 可选的，LCD的引脚RS与单片机的P2.7引脚连接，引脚R/W与P2.6连接，引脚EN与P2.5连接，引脚7-13分别接单片机的P0.1-P0.7，LCDCS1和LCDCS2与单片机的P2.5和P2.4连接。 可选的，通讯模块包括RS-485有线通讯和GPRS无线通讯。 可选的，GPRS通讯采用EM310模块；有线通讯中MAX485芯片DI引脚与单片机的TXD引脚连接，RO与RXD连接，DE和RE接单片机的P1.3引脚；GPRS无线通讯中AT89C52的TXD引脚与EM310的/TXD引脚连接，AT89C52的TXD引脚与EM310的/TXD引脚连接。 与现有技术相比，本技术有益效果如下：1、采用性价比很高的电能表专用芯片CS5460A，可以准确测量供电系统中多个电能参数，包括：瞬时电压，电流和功率；IRMS和VRMS；视在功率，有功和无功功率；有功的基波和谐波功率、无功的基波功率、功率因数、频率。2、读数误差小，显示直观，能够实现数据的远程通讯，包括有线通讯和无线通讯，同时用户还可以通过键盘实现参数的控制。3、可以实现各种液体流量的测量，在一定程度上弥补了某些电力测量仪表只局限于某一类物质的空缺，有一定的现实意义。 附图说明图1为本技术一个实施例中提供的多功能电力仪表的系统结构框图； 图2为本技术一个实施例中系统CS5460A内部结构图； 图3为本技术一个实施例中系统电量采样电路； 图4为本技术一个实施例中系统LCD显示电路； 图5为本技术一个实施例中系统按键电路； 图6为本技术一个实施例中系统通讯模块电气连接图。 具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。 根据本技术一个实施例，提供一种多功能电力仪表，如图1所示，多功能电力仪表包括： 电量采集和信号处理模块1，MCU微处理器2，按键设置和执行模块3，显示模块4以及上位机通讯模块5； 其中，MCU微处理器2分别与电量采集和信号处理模块1、显示模块4、按键设置和执行模块3和上位机通讯模块5相连。 根据本技术一个实施例，电量采集与信号处理模块1包括电压采样电路、电流采样电路、信号调理电路和电能表专用芯片。如图2所示，电量采集与信号处理模块1为CS5460A，CS5460A是美国CRYSTAL公司推出的带有串行接口的电能计量芯片，可以测量的参数包括：瞬时电压，电流和功率；IRMS和VRMS，视在功率，有功和无功功率；有功的基波和谐波功率、无功的基波功率、功率因数、频率。 CS5460A的精度高，电能数据线性度在1000∶1动态范围内为±0.1％，电能计量精度在300∶1动态范围以上每秒读取0.1％；电压测量精度为电压读数的0.1％；电流测量精度为电流读数的0.1％；瞬时功率测量精度为读数的0.1％。CS5460A不但提供各种计量参数，而且提供中断，可以从串行EEPROM智能“自引导”，不需要微控制器，更有低于12mW的超低功耗，是款性价比很高的电能表专用芯片。电量采集和信号处理模块包括电压采样电路、电流采样电路和信号调理电路，是保证该测量装置精度、提供修改综合误差所需的测量数据的重要环节。 根据本技术另一个实施例，如图3所示，电量采集和信号处理模块1包括A、B、C三相电压采样电路和电流采样电路，为单相的双向功率测量芯片CS5460A，测量范围：0～5A交流电电流(工频50Hz)，电压量 程为100V电压的量程在0～100V，而CS5460A的输入的电压范围是0～250mV，因此，电压采样电路需要将电网的大电压信号转换到小电压信号再与CS5460A连接；信号调理电路采用电阻分压方式实现。 电流采样电路由电流互感器、电阻网络、过压保护及去抖电容组成，本技术选用2000∶1的电流互感器为电流通道采样器件，为降低激磁误差采用匝数高的电流互感器，由精密电阻组成的电流电压变换电路使电流互感器工作于近似短路状态，经过I/V变换后的电压信号就反映了电流的幅值和相位。 在本实施例的电流采样电路中，通过电流互感器把大电流信号变成小电流信号，再通过精密电阻把此信号变成电压信号，实际上CS5460A采集的还是电压信号，由此可见CS5460A采集的信号不是实际的电流信号，因此需要计算出其中的比例关系，以便在程序中乘以相应的系数，电压采样电路采用一个510KΩ的电阻和一个880Ω的电阻并联。电流采样电路采用的是5A/2.5mA的电流互感器，在实施例中采用56Ω的精密电阻来实现电流到电压的转换，此时可以测量的电流范围达到能0～6.3A。电压采样电路连接CS5460A芯片的VIN+/VIN-端口，电流采样电路连接CS5460A芯片的IIN+/IIN-端口。 根据本技术一个实施例，所述的MCU微处理器2采用AT89C52单片机。 根据本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能电力仪表，其特征在于，包括：电量采集和信号处理模块，MCU微处理器，显示模块以及上位机通讯模块；?其中，MCU微处理器分别与电量采集和信号处理模块、显示模块和上位机通讯模块连接，控制各个模块工作；?其中，电量采集和信号处理模块适于将采集的电信号处理后送入MCU微处理器；?其中，MCU微处理器适于将电信号进一步处理，并通过显示模块显示，通过上位机通讯模块进行传输。

【技术特征摘要】
1.一种多功能电力仪表，其特征在于，包括：电量采集和信号处理模块，MCU微处理器，显示模块以及上位机通讯模块； 
其中，MCU微处理器分别与电量采集和信号处理模块、显示模块和上位机通讯模块连接，控制各个模块工作； 
其中，电量采集和信号处理模块适于将采集的电信号处理后送入MCU微处理器； 
其中，MCU微处理器适于将电信号进一步处理，并通过显示模块显示，通过上位机通讯模块进行传输。 
2.根据权利要求1所述的多功能电力仪表，其特征在于，还包括：按键设置和执行模块，与MCU微处理器连接。 
3.根据权利要求1所述的多功能电力仪表，其特征在于，所述的电量采集与信号处理模块(1)包括电压采样电路、电流采样电路、信号调理电路和电能表专用芯片。 
4.根据权利要求1所述的多功能电力仪表，其特征在于，所述的电量采集和信号处理模块为单相的双向功率测量芯片CS5460A。 
5.根据权利要求1所述的多功能电力仪表，其特征在于，所述的MCU微...

【专利技术属性】
技术研发人员：郎朗，凌海波，李永明，陈孟元，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：实用新型
国别省市：