專(zhuān)利名稱(chēng)：一種三相交流電測(cè)量卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可以測(cè)量多路三相交流電電流和電壓值，同時(shí)提供數(shù)據(jù)接口可以和其他板卡或PC共享測(cè)量結(jié)果實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和歷史數(shù)據(jù)分析的裝置。
本實(shí)用新型的有益效果是，使用本測(cè)量卡可以同時(shí)測(cè)量三路電壓和三路電流，可以實(shí)時(shí)顯示并能透過(guò)兩種通訊方式把數(shù)據(jù)傳送到上為機(jī)進(jìn)行分析和保存。
附

圖1是本實(shí)用新型的電路原理框圖附圖2是本實(shí)用新型的詳細(xì)電路圖附圖3是本實(shí)用新型的程序流程圖圖1中1.電壓傳感器 2.電流傳感器 3.模擬開(kāi)關(guān) 4.運(yùn)算放大器5.有效值計(jì)算芯片 6.單片機(jī) 7.串行通訊模塊 8.數(shù)碼管顯示模塊9.IIC通訊模塊 10.其他電路輸入接口模塊從模擬開(kāi)關(guān)(3)中出來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器(4)進(jìn)行處理(該運(yùn)放實(shí)質(zhì)上是一個(gè)電壓跟隨器，用于減小信號(hào)損失)。從模擬開(kāi)關(guān)(3)中經(jīng)過(guò)處理的正弦信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波后進(jìn)入有效值計(jì)算芯片(5)進(jìn)行計(jì)算輸入正弦波的有效值。從5有效值計(jì)算芯片中輸出的有效值進(jìn)入單片機(jī)(6)的AD通道進(jìn)行模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，在單片機(jī)中再根據(jù)以上幾個(gè)環(huán)節(jié)的產(chǎn)生的比例計(jì)算出最終的被測(cè)的電壓電流值。在實(shí)際測(cè)量中系統(tǒng)在測(cè)量220V交流電的絕對(duì)誤差為±4V，相對(duì)誤差為±1.7％。
圖1中(7)為串行通訊模塊，通過(guò)MAX232把單片機(jī)發(fā)出的信號(hào)轉(zhuǎn)變成232電平信號(hào)，由單片機(jī)按一定頻率輸出測(cè)量結(jié)果，可以通過(guò)與PC機(jī)串口連接由PC機(jī)采集傳送的信號(hào)，或者和其他單片機(jī)進(jìn)行通訊，(8)為數(shù)碼管顯示模塊，可以通過(guò)數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果，(9)為IIC通訊模塊，通過(guò)IIC總線驅(qū)動(dòng)器和總線隔離器連接到IIC總線上可以提供IIC數(shù)據(jù)通訊接口，由上位機(jī)采集測(cè)量數(shù)據(jù)。(10)其他電路輸入接口模塊，可以擴(kuò)展其采集處理功能。
說(shuō)明書(shū)附圖2為系統(tǒng)詳細(xì)電路圖。
下面介紹系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)過(guò)程，說(shuō)明書(shū)附圖3是整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的主程序和AD轉(zhuǎn)化程序的流程圖，函數(shù)分主函數(shù)和AD轉(zhuǎn)化函數(shù)以及串口通訊中斷函數(shù)和I2C通訊中斷函數(shù)，以及顯示函數(shù)等等，這里只給出主要的主函數(shù)和AD轉(zhuǎn)化函數(shù)。
如附圖3所示，主程序經(jīng)過(guò)初始化后開(kāi)始判斷AD轉(zhuǎn)化是否完成的標(biāo)志，如果AD轉(zhuǎn)化沒(méi)有完成，主程序等待AD轉(zhuǎn)化結(jié)束。如果上次轉(zhuǎn)化完成則進(jìn)行AD轉(zhuǎn)化前的初始化，包括將轉(zhuǎn)化完成標(biāo)志清零，某些中斷的允許與禁止等，初始化之后調(diào)用AD轉(zhuǎn)化函數(shù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化結(jié)束后把轉(zhuǎn)化結(jié)果送到另外的緩沖區(qū)進(jìn)行保存，緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)用來(lái)各種通訊和顯示提取數(shù)據(jù)，這樣可以保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性，即每次的傳送的數(shù)據(jù)都是同一次轉(zhuǎn)化的結(jié)果，避免傳送的數(shù)據(jù)部分為這次轉(zhuǎn)化結(jié)果部分?jǐn)?shù)據(jù)為上次轉(zhuǎn)化的結(jié)果。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到緩沖區(qū)后把置位轉(zhuǎn)化結(jié)束標(biāo)志。
對(duì)于AD轉(zhuǎn)化函數(shù)要點(diǎn)依次開(kāi)啟六路電壓電流通道，保證每次進(jìn)行有效值計(jì)算的為當(dāng)前一路信號(hào)的有效波形，以及進(jìn)入AD轉(zhuǎn)化通道的為當(dāng)前選通信號(hào)的正確結(jié)果。所以在AD轉(zhuǎn)化函數(shù)中先進(jìn)行模擬開(kāi)關(guān)的選通，接著延時(shí)，這個(gè)延時(shí)即要保證測(cè)量卡工作的實(shí)時(shí)性，即延時(shí)時(shí)間盡量短，同時(shí)為了保證進(jìn)行處理的信號(hào)是剛選通的信號(hào)，這個(gè)要求延時(shí)時(shí)間要足夠長(zhǎng)。根據(jù)這兩個(gè)原則，要查詢(xún)模擬開(kāi)關(guān)以及有效值計(jì)算等集成電路的參數(shù)，最終確定一個(gè)最佳的延時(shí)，之后再進(jìn)行轉(zhuǎn)換，保存轉(zhuǎn)化結(jié)果，返回主函數(shù)。
權(quán)利要求1.一種可以測(cè)量多路交流電電壓和電流數(shù)值的測(cè)量卡，其特征在于電路板集成電壓和電流傳感器，傳感器與多路模擬開(kāi)關(guān)連接，之后連接運(yùn)算放大器、有效值計(jì)算芯片最后連接到單片機(jī)。
2.如權(quán)利要求1中所述的三相交流電測(cè)量卡，其特征在于電路板同時(shí)采用RS232和I2C兩種通訊接口，并提供其他電路輸入接口。
3.如權(quán)利要求1中所述的三相交流電測(cè)量卡，其特征在于電路板上采用數(shù)碼管進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)果顯示。
專(zhuān)利摘要一種測(cè)量多路三相交流電電流和電壓大小的電源信息測(cè)量卡，應(yīng)用于機(jī)房，機(jī)群系統(tǒng)或其他設(shè)備的用電監(jiān)控。電路板集成電壓和電流傳感器，傳感器與多路模擬開(kāi)關(guān)連接，之后連接運(yùn)算放大器、有效值計(jì)算芯片最后連接到單片機(jī)；電路板同時(shí)采用RS232和I2C兩種通訊接口，并提供其他電路輸入接口；電路板上采用數(shù)碼管進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)果顯示。本測(cè)量卡使用了多路切換技術(shù)，可以支持三路電壓和三路電流的同時(shí)測(cè)量，大大降低了硬件成本；并提供了兩種數(shù)據(jù)通訊接口，能夠同其他板卡或者PC機(jī)通訊共享測(cè)量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和歷史數(shù)據(jù)分析。
文檔編號(hào)G01R19/25GK2603399SQ0228943
公開(kāi)日2004年2月11日 申請(qǐng)日期2002年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月2日
發(fā)明者沙超群, 孫東明, 周慧芳, 朱越 申請(qǐng)人:北京曙光天演信息技術(shù)有限公司