專利名稱：一種量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電氣測(cè)試儀器儀表的技術(shù)領(lǐng)域，涉及電壓測(cè)量?jī)x器技術(shù)，更具體地說，本實(shí)用新型涉及一種量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表。
背景技術(shù)：
目前，公知的數(shù)字電壓表已經(jīng)有多種款式和類型，且顯示清晰直觀、測(cè)量范圍寬。但是，多數(shù)數(shù)字電壓表沒有量程自動(dòng)切換功能，在測(cè)量不同等級(jí)的電壓時(shí)必須手動(dòng)切換量程，否則無法測(cè)量電壓信號(hào)或大大降低測(cè)量精度；少數(shù)數(shù)字電壓表雖然能夠自動(dòng)切換量程，但多采用模擬開關(guān)或繼電器進(jìn)行切換，此種方法具有體積大、切換速度相對(duì)較慢的缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表，其目的是實(shí)現(xiàn)量程的自動(dòng)切換。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:本實(shí)用新型所提供的量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表，所述的電壓表設(shè)有被測(cè)電壓信號(hào)的信號(hào)輸入電路，還設(shè)有LCD顯示電路，所述的電壓表還包括分壓電路、多路開關(guān)量程切換電路、信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換判斷電路、主控電路；并按照以下順序連接:信號(hào)輸入電路、分壓電路、多路開關(guān)量程切換電路、信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換判斷電路、主控電路和LCD顯示電路；所述的主控電路還與多路開關(guān)量程切換電路連接。所述多路開關(guān)量程切換電路采用74HC4051集成芯片。所述的信號(hào)調(diào)理電路采用LM358集成芯片。所述的A/D轉(zhuǎn)換判斷電路為TLC7135集成芯片。所述的主控電路采用C8051F340集成芯片。為了實(shí)現(xiàn)與上述技術(shù)方案相同的發(fā)明目的，本實(shí)用新型還提供了所述量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表的測(cè)量方法，該測(cè)量方法的過程為: 所述被測(cè)電壓信號(hào)送入分壓電路，分壓電路將電壓信號(hào)分成三個(gè)電壓等級(jí)，分級(jí)后將電壓信號(hào)送入多路開關(guān)量程切換電路；自適應(yīng)切換量程后，輸出的電壓信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行二階濾波和信號(hào)放大處理，調(diào)理到A/D轉(zhuǎn)換判斷電路可識(shí)別的電壓信號(hào)等級(jí)；A/D轉(zhuǎn)換判斷電路對(duì)輸入的電壓信號(hào)做出判斷，輸出欠壓或過壓信號(hào)，送入主控電路；主控電路接收到欠壓或過壓信號(hào)后，向多路開關(guān)量程切換電路發(fā)出控制信號(hào)，多路開關(guān)量程切換電路改變多路開關(guān)的導(dǎo)通通道，選擇相適應(yīng)的量程；完成量程選擇后，主控電路將采樣得到的電壓值送入IXD顯示電路。本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，解決了現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)字電壓表量程不能自動(dòng)切換的問題，而且切換速度快、體積小、便于攜帶；電路簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定可靠；測(cè)量準(zhǔn)確，電壓測(cè)量范圍寬，可以對(duì)0-2000V的電壓進(jìn)行測(cè)量；能減少誤差機(jī)率，減小數(shù)字萬用表的損壞概率，提高了其使用性能和效率。

下面對(duì)本說明書各幅附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說明:圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2是圖1中的分壓電路圖；圖3是圖1中的多路開關(guān)量程切換電路圖；圖4是圖1中的信號(hào)調(diào)理電路圖；圖5是圖1中的A/D轉(zhuǎn)換判斷電路圖；圖6是圖1中的主控電路圖；圖7是圖1中的IXD顯示電路圖。圖1中的標(biāo)記為:1、信號(hào)輸入電路，2、分壓電路,3、多路開關(guān)量程切換電路,4、信號(hào)調(diào)理電路,5、A/D轉(zhuǎn)換判斷電路，6、主控電路，7、IXD顯示電路。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)照附圖，通過對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。如圖1至圖7所表達(dá)的本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，為一種量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表，所述的電壓表設(shè)有被測(cè)電壓信號(hào)的信號(hào)輸入電路I，還設(shè)有LCD顯不電路7。為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題并克服其缺陷，實(shí)現(xiàn)量程的自動(dòng)切換的發(fā)明目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:如圖1所示，本實(shí)用新型所提供的量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表，包括分壓電路2、多路開關(guān)量程切換電路3、信號(hào)調(diào)理電路4、A/D轉(zhuǎn)換判斷電路5、主控電路6 ;并按照以下順序連接:信號(hào)輸入電路1、分壓電路2、多路開關(guān)量程切換電路3、信號(hào)調(diào)理電路4、A/D轉(zhuǎn)換判斷電路5、主控電路6和IXD顯示電路7 ;所述的主控電路6還與多路開關(guān)量程切換電路3連接。本實(shí)用新型解決現(xiàn)有數(shù)字電壓表量程不能自動(dòng)切換的問題，而且量程切換速度快、體積小、便于攜帶。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:1、電路簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定可靠；2、測(cè)量準(zhǔn)確，電壓測(cè)量范圍寬，可以對(duì)0-2000V的電壓進(jìn)行測(cè)量；3、能減少誤差機(jī)率，減小數(shù)字萬用表的損壞概率，提高了其使用性能和效率。測(cè)量時(shí)，分壓電路將輸入信號(hào)分成三個(gè)電壓等級(jí)，分級(jí)后的電壓信號(hào)送入多路開關(guān)量程切換電路，自適應(yīng)切換量程后，輸出的電壓信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行二階濾波和信號(hào)放大處理，接入A/D轉(zhuǎn)換判斷電路，A/D轉(zhuǎn)換判斷電路對(duì)輸入電壓信號(hào)做出判斷，輸出欠壓或過壓信號(hào)送入主控電路。主控電路接收到欠壓或過壓信號(hào)后，則向多路開關(guān)量程切換電路發(fā)出控制信號(hào)，選擇相適應(yīng)的量程，量程選擇正確后主控芯片電路將采樣得到的電壓值送入IXD顯示電路。[0036]所述多路開關(guān)量程切換電路3采用74HC4051集成芯片。所述的信號(hào)調(diào)理電路4采用LM358集成芯片。所述的A/D轉(zhuǎn)換判斷電路5為TLC7135集成芯片。所述的主控電路6采用C8051F340集成芯片。本實(shí)用新型所述的分壓電路2如圖2所示，在測(cè)量時(shí)，分壓電路2的分壓電阻將輸入信號(hào)分成三個(gè)電壓等級(jí)，分別是0-20V，20-200V, 200-2000V。分級(jí)后的電壓信號(hào)進(jìn)入多路開關(guān)量程切換電路3。如圖3所示，本實(shí)用新型所述多路開關(guān)量程切換電路3采用74HC4051集成芯片，0-20V接入多路開關(guān)芯片的13腳YO ;20-200V接入多路開關(guān)芯片的14腳Yl ;200_2000V接入多路開關(guān)芯片的15腳Y2。如圖4所示，本實(shí)用新型所述信號(hào)調(diào)理電路4采用LM358集成芯片，信號(hào)調(diào)理電路對(duì)多路開關(guān)量程切換電路3輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行二階濾波和信號(hào)放大處理后，接入A/D轉(zhuǎn)換判斷電路5。如圖5所示，本實(shí)用新型所述A/D轉(zhuǎn)換判斷電路5采用TLC7135芯片，輸入電壓范圍在0.18-2V。調(diào)理后輸出的電壓信號(hào)與A/D轉(zhuǎn)換芯片的10腳相連接。調(diào)理后電壓信號(hào)若低于0.18V則TLC7135芯片28腳輸出欠壓信號(hào)，調(diào)理后電壓信號(hào)若高于2V則TLC7135芯片27腳輸出過壓信號(hào)。如圖6所示，本實(shí)用新型所述主控電路6采用C8051F340集成芯片。過壓和欠壓信號(hào)的輸出端口分別與主控芯片的40腳和39腳連接。為了保護(hù)數(shù)字電壓表，開機(jī)默認(rèn)的檔位是200-2000V。當(dāng)主控電路6接收到A/D轉(zhuǎn)換芯片發(fā)出的欠壓信號(hào)后，主控芯片對(duì)其與多路開關(guān)量程切換電路芯片連接的P0.3。為了實(shí)現(xiàn)與上述技術(shù)方案相同的發(fā)明目的，本實(shí)用新型還提供了所述量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表的測(cè)量方法，該測(cè)量方法的過程為:所述被測(cè)電壓信號(hào)送入分壓電路2，分壓電路2將電壓信號(hào)分成三個(gè)電壓等級(jí)，分級(jí)后將電壓信號(hào)送入多路開關(guān)量程切換電路3 ；自適應(yīng)切換量程后，輸出的電壓信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路4進(jìn)行二階濾波和信號(hào)放大處理，調(diào)理到A/D轉(zhuǎn)換判斷電路5可識(shí)別的電壓信號(hào)等級(jí)；A/D轉(zhuǎn)換判斷電路5對(duì)輸入的電壓信號(hào)做出判斷，輸出欠壓或過壓信號(hào)，送入主控電路6 ;主控電路6接收到欠壓或過壓信號(hào)后，向多路開關(guān)量程切換電路3發(fā)出控制信號(hào)，多路開關(guān)量程切換電路3改變多路開關(guān)的導(dǎo)通通道，選擇相適應(yīng)的量程；完成量程選擇后，主控電路6將采樣得到的電壓值送入IXD顯示電路7。上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表，所述的電壓表設(shè)有被測(cè)電壓信號(hào)的信號(hào)輸入電路(I )，還設(shè)有IXD顯示電路(7)，其特征在于:所述的電壓表還包括分壓電路(2)、多路開關(guān)量程切換電路(3)、信號(hào)調(diào)理電路(4)、A/D轉(zhuǎn)換判斷電路(5)、主控電路(6);并按照以下順序連接:信號(hào)輸入電路(I)、分壓電路(2)、多路開關(guān)量程切換電路(3)、信號(hào)調(diào)理電路(4)、A/D轉(zhuǎn)換判斷電路(5 )、主控電路(6 )和IXD顯示電路(7 );所述的主控電路(6 )還與多路開關(guān)量程切換電路(3)連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表，其特征在于:所述多路開關(guān)量程切換電路(3)采用74HC4051集成芯片。
3.按照權(quán)利要求1所述的量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表，其特征在于:所述的信號(hào)調(diào)理電路(4)采用LM358集成芯片。
4.按照權(quán)利要求1所述的量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表，其特征在于:所述的A/D轉(zhuǎn)換判斷電路(5)為TLC7135集成芯片。
5.按照權(quán)利要求1所述的量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表，其特征在于:所述的主控電路(6)采用C8051 F340集成芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表，包括分壓電路、多路開關(guān)量程切換電路、信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換判斷電路、主控電路；并按照以下順序連接信號(hào)輸入電路、分壓電路、多路開關(guān)量程切換電路、信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換判斷電路、主控電路和LCD顯示電路；主控電路還與多路開關(guān)量程切換電路連接。上述技術(shù)方案解決了現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)字電壓表量程不能自動(dòng)切換的問題，而且切換速度快、體積小、便于攜帶；電路簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定可靠；測(cè)量準(zhǔn)確，電壓測(cè)量范圍寬，可以對(duì)0-2000V的電壓進(jìn)行測(cè)量；能減少誤差機(jī)率，減小數(shù)字萬用表的損壞概率，提高了其使用性能和效率。
文檔編號(hào)G01R19/25GK202975141SQ20122069455
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月15日
發(fā)明者高文根, 邵可可, 江娟娟, 汪石農(nóng), 俞曉峰, 王俊杰, 鮑學(xué)禮 申請(qǐng)人:安徽工程大學(xué)