一種單相數(shù)字電流表的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種單相數(shù)字電流表，主要包含：殼體，電源及電流采樣板，控制及顯示板三部分組成。電源及電流采樣部分是由單相工頻電源通過整流回路及電源及電流采樣板的開關(guān)電源電路產(chǎn)生5V的工作電源，測試電流通過電流互感器CT疊加上2.5V直流電壓，送單片機(jī)AD采樣端口，通過真有效值算法，精準(zhǔn)算出采樣交流電流有效值。另外該設(shè)計(jì)成功引入了交流信號過零點(diǎn)檢測電路，不但可以作為交流信號采樣點(diǎn)基準(zhǔn)，還可以對頻率進(jìn)行檢測，大大提高采樣精度及穩(wěn)定性。本實(shí)用新型有益效果是：采用高精度，減小線性誤差，結(jié)構(gòu)簡單、在工控領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
【專利說明】
一種單相數(shù)字電流表
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于電流表領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于測量交流低壓出線回路單相電流的電流表。
【背景技術(shù)】
[0002 ]傳統(tǒng)上在電力系統(tǒng)、電子、機(jī)械、工礦企業(yè)自備變電站等低壓系統(tǒng)中使用的電流表多數(shù)還是使用指針式單相電流表。指針式單相電流表缺點(diǎn)是讀數(shù)不精確，反應(yīng)不夠靈敏，線性誤差較大等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本實(shí)用新型旨在提出一種單相數(shù)字電流表，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)上的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、精度高，價(jià)格低廉的實(shí)用型單相數(shù)字電流表。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]—種單相數(shù)字電流表，包括殼體、電源及電流采樣板、控制及顯示板;所述殼體包括前面框、主殼體、按鍵帽和安裝固定卡件;所述電源及電流采樣板輸入工頻交流電，通過整流、濾波、電源及電流采樣板的開關(guān)電源電路生成5V工作直流電源，所述電源及電流采樣板由CT電流互感器、2.5V直流基準(zhǔn)電壓高頻濾波電路組成;所述控制及顯示板由LM393比較器電路，4個(gè)輕觸開關(guān)按鍵，四位LED數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路，CPU單片機(jī)系統(tǒng)組成;所述CT電流互感器接收到外部電流信號后經(jīng)過所述電源及電流采樣板的電阻，生成交流電壓信號，該信號再疊加上2.5V基準(zhǔn)直流電壓，經(jīng)濾波電路后接到單片機(jī)AD口，同時(shí)與LM393比較器的2.5V電壓比較，得到電流信號的過零點(diǎn)，通過外部中斷處理，作為采樣點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)，MCU經(jīng)過真有效值算法得到電流有效值，并通過四位LED數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路送數(shù)碼管顯示。
[0006]進(jìn)一步的，所述開關(guān)電源電路采用T0P222YN。
[0007]進(jìn)一步的，所述CPU單片機(jī)系統(tǒng)采用STM8S105C6T6。
[0008]進(jìn)一步的，所述CT電流互感器采用TA502-5A/2.5mA。
[0009]進(jìn)一步的，所述數(shù)碼管采用4位紅色5.6寸帶小數(shù)點(diǎn)的LED數(shù)碼管。
[0010]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型所述的單相數(shù)字電流表具有以下優(yōu)勢:
[0011]本實(shí)用新型通過真有效值算法，精準(zhǔn)算出采樣交流電流有效值。另外該設(shè)計(jì)成功引入了交流信號過零點(diǎn)檢測電路，不但可以作為交流信號采樣點(diǎn)基準(zhǔn)，還可以對頻率進(jìn)行檢測，大大提高采樣精度及穩(wěn)定性。本實(shí)用新型具有采用高精度，減小線性誤差，結(jié)構(gòu)簡單、在工控領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
【附圖說明】
[0012]構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0013]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的原理不意圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的信號處理圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的電流表主視圖；
[0016]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的電流表結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖標(biāo)記說明:
[0018]I前面框，2主殼體，3安裝固定卡件，4按鍵帽
【具體實(shí)施方式】
[0019]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0020]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。
[0021 ]參見圖1和圖2，一種數(shù)字式單相交流監(jiān)控電流表，它包括殼體、電源及電流采樣板，控制及顯示板三部分組成。所述電源部分輸入單相工頻交流電經(jīng)整流后得到310V直流電，由T0P222YN及電子變壓器組成的電源及電流采樣板的開關(guān)電源電路生成工作電源，電流采樣回路部分由CT電流互感器、2.5V直流基準(zhǔn)電壓高頻濾波電路組成;控制及顯示板由LM393比較器電路，4個(gè)輕觸開關(guān)按鍵，四位LED數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路，CPU單片機(jī)系統(tǒng)組成;CT電流互感器接收到外部電流信號后經(jīng)過電流采樣電阻，生成交流電壓信號，該信號再疊加上2.5V基準(zhǔn)真流電壓，經(jīng)濾波電路后接到單片機(jī)AD口，同時(shí)與LM393比較器的2.5V電壓比較，得到電流信號的過零點(diǎn)，通過外部中斷處理，作為采樣點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)。MCU經(jīng)過真有效值算法得到電流有效值，并通過四位LED數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路送數(shù)碼管顯示。
[0022]本實(shí)用新型工作原理是:采用真有效值采樣辦法解決交流電流信號采樣問題。交流信號被逐個(gè)周波地采樣，通過程序先找出信號基頻，采樣點(diǎn)與過零點(diǎn)章的時(shí)段長，然后算出各周波的真有效值，分析表明在周波內(nèi)測量點(diǎn)數(shù)為128時(shí)測量誤差可達(dá)到1x10-6，一般電流表精度達(dá)到1%即可滿足要求，其測量精度比指針式電流表大大提高。并且本設(shè)計(jì)采用的開關(guān)電源電路結(jié)構(gòu)簡單，效率高，輸出穩(wěn)定性好。
[0023]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)參見圖3和圖4。殼體包括:前面框1、主殼體2、安裝固定卡件3和按鍵帽4。
[0024]根據(jù)上述工作原理繪制出兩塊印制板:電源及電流采樣板和控制及顯示板?？刂萍帮@示板由四個(gè)自攻螺釘固定到殼體的前面框上，電源及電流采樣板通過連接器連接到控制及顯示板，使之成為一體后，插入主殼體，殼體上的卡件及卡槽，可以使印制板及殼體有機(jī)地成為一體。安裝使用時(shí)，由固定卡件將表固定在電氣柜的安裝孔上，安裝非常方便可
A+-.與巨O
[0025]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單相數(shù)字電流表，包括殼體、電源及電流采樣板、控制及顯示板;其特征在于:所述殼體包括前面框、主殼體、按鍵帽和安裝固定卡件;所述電源及電流采樣板輸入工頻交流電，通過整流、濾波、電源及電流采樣板的開關(guān)電源電路生成5V工作直流電源，所述電源及電流采樣板由CT電流互感器、2.5V直流基準(zhǔn)電壓高頻濾波電路組成;所述控制及顯示板由LM393比較器電路，4個(gè)輕觸開關(guān)按鍵，四位LED數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路，CPU單片機(jī)系統(tǒng)組成;所述CT電流互感器接收到外部電流信號后經(jīng)過所述電源及電流采樣板的電阻，生成交流電壓信號，該信號再疊加上2.5V基準(zhǔn)直流電壓，經(jīng)濾波電路后接到單片機(jī)AD口，同時(shí)與LM393比較器的2.5V電壓比較，得到電流信號的過零點(diǎn)，通過外部中斷處理，作為采樣點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)，MCU經(jīng)過真有效值算法得到電流有效值，并通過四位LED數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路送數(shù)碼管顯示。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相數(shù)字電流表，其特征在于:所述開關(guān)電源電路采用T0P222YN。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相數(shù)字電流表，其特征在于:所述CPU單片機(jī)系統(tǒng)采用STM8S105C6T6。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相數(shù)字電流表，其特征在于:所述CT電流互感器采用TA502-5A/2.5mA。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相數(shù)字電流表，其特征在于:所述數(shù)碼管采用4位紅色5.6寸帶小數(shù)點(diǎn)的LED數(shù)碼管。
【文檔編號】G01R19/25GK205484535SQ201521136186
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年12月30日
【發(fā)明人】劉忠新, 張秋, 杜顏顏
【申請人】天津誠電科技有限公司