专利名称：一种新型双通道智能电参数测量模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工业测控、家电检测和软件等技术领域，具体涉及一种新型双通道智能电参数测量模块。
背景技术：
在通电工作过程中，需要对各类不同用电标准的设备功率等电参数进行实时在线测量，因此电器生产商在产品检测时迫切需要一种高效智能、安全可靠、轻便小巧、能同时兼容不同用电电压的交流电参数检测仪器，有效地对各参数进行测量，如电压、电流、功率以及功率因数等。目前国内也有一些企业在电参数测量方面做的比较完善，但是产品多少存在着一些问题，比如产品专用性不强、精度低、抗干扰能力差等。
实用新型内容本实用新型针对上述问题，提供了一种新型双通道智能电参数测量模块，其目的在于提供混合用电产品的电参数测量方案，解决同时测量两台产品电性能的问题，并且能精确测量瞬时电压、电流和计算IRMS、VRMS、瞬时功率、有功功率、无功功率和功率因数等参数。本实用新型的技术解决方案一种新型双通道智能电参数测量模块，其特征在于所述新型双通道智能电参数测量模块包括电源系统、MCU、通信电路、模块地址、存储器、状态指示灯驱动电路、电参数采样电路、外部输入电路和掉电保护电路，所述电源系统为整个模块提供电源，被测设备通过输入信号调理电路与电参数采样电路连接；所述MCU分别与电参数采样电路、通信电路、模块地址、存储器、状态指示灯驱动电路、输入电路以及掉电保护电路相连接；所述电参数采样电路的电压和电流通道分别配有M位AD采样电路、可编程增益放大器；所述掉电保护电路采用MCU内部的低压检测中断引脚通过门槛电压触发；所述通信电路基于普通RS485通信电路，在ADM485芯片的控制端加装一个反相三极管，可有效的解决同一总线中的某个模块出现问题而干扰整个485总线通讯的弊端；所述电参数测量模块设有两组电参数采集电路，每组输入信号调理电路采用电磁耦合的方式输入给电参数采集电路。所述电参数测量模块还包括嵌入式软件，软件采用执行效率高的汇编语言进行编程。所述电源系统采用线性5V稳压电源。所述电参数采样电路采用内部带有M位A/D转换电路的CSM63芯片，同时配有 2. 5V内置参考电压电路。所述MCU 采用 STC12C5A32S2 芯片。所述状态指示灯驱动电路采用ULA2003芯片，配合存储器，系统可将每次指示灯的状态进行存储，以备下次上电时不会出现复位现象。所述存储器采用常规型M系列存储器，用于存储模块校准参数及输入输出状态参数。所述MCU与电参数采样电路以SPI通信方式进行数据传输。所述电参数测量模块还具有地址设置功能，采用硬件地址，支持多个模块、多路测温，单条总线最多可以连接IOM个模块，同时模块还可以采用软件地址，即在单片机内部的EEPROM中选择一个字节的存储区，将模块地址写入，在模块上电时将该地址读出来作为模块地址。本实用新型的有益效果本实用新型专用性强，精度高，安全可靠，并且价格低廉，在电子、工业测控、电器检测等领域有广泛的应用。
附图1为本实用新型模块整体的原理框图附图2为本实用新型电源供电系统电路图附图3为本实用新型电参数采样电路图附图4为本实用新型MCU控制电路图附图5为本实用新型RS485通信电路图附图6为本实用新型外部输入电路图附图7为本实用新型掉电保护电路图
具体实施方式
以下结合实施例来具体说明本实用新型。如图1所示，新型双通道智能电参数测量模块包括电源(DC-DC转换模块)、输入信号调理电路、MCU、通信电路、模块地址、存储器、状态指示灯驱动电路、电参数采样电路、夕卜部输入电路和掉电保护电路，所述电源为整个模块提供电源，被测设备通过输入信号调理电路与电参数采样电路连接，所述MCU分别与电参数采样电路、通信电路、模块地址、存储器、状态指示灯驱动电路、输入电路以及掉电保护电路相连接。如图2所示，电源通过DC-DC转换模块对模块电路供电。如图3及4所示，模块通过两组信号调理电路对输入的电压、电流信号进行电磁耦合变换，再经过两路电参数采集电路输入给电参数采集芯片CS5463，CS5463的串行接口有 2条控制线CS、SCLK和2条数据线SDI、SDO外接线，MCU发送校准命令到CSM63的SDI线， CS5463接到校准命令后按照不同的校准命令执行不同的校准操作，并将校准后的参数存储到相应的寄存器，MCU直接从该寄存器中读取该校准参数。如图5所示，在普通RS485通信电路的基础上，在ADM485芯片的控制端添加一个反相三极管Ql，将单片机的控制信号经过反相后提供给ADM485芯片。如图6所示，一路外部信号输入电路采用光电隔离的方式输入。如图7所示，STC12C5A32S2芯片独有的具有低压检测中断功能的管脚P4. 6脚，通过两个合适的分压电阻匹配到其门槛电压。具体测量过程如图1至7所示，电源通过DC-DC转换模块对整个模块电路供电，被测设备通过输入信号调理电路将外部信号输入给电参数采集芯片CSM63，MCU发送校准命令到CSM63的 SDI线，CS5463接到校准命令后按照不同的校准命令执行不同的校准操作，并将校准后的参数存储到相应的寄存器，MCU直接从该寄存器中读取该校准参数，然后将读取的参数数据通过RS485通信方式上传到下位机软件，通过人机界面将其显示出来。若电路突然断电，当电压变低到达其门槛电压时，触发低压检测中断，在中断中保存重要的参数，防止突然断电造成数据丢失。电参数测量模块设有两路电参数采集电路，还可以同时测量两个不同的产品的电参数。
权利要求1.一种新型双通道智能电参数测量模块，其特征在于所述新型双通道智能电参数测量模块包括电源系统、MCU、通信电路、模块地址、存储器、状态指示灯驱动电路、电参数采样电路、外部输入电路和掉电保护电路，所述电源系统为整个模块提供电源，被测设备通过输入信号调理电路与电参数采样电路连接；所述MCU分别与电参数采样电路、通信电路、模块地址、存储器、状态指示灯驱动电路、输入电路以及掉电保护电路相连接；所述电参数采样电路的电压和电流通道分别配有M位AD采样电路、可编程增益放大器；所述掉电保护电路采用MCU内部的低压检测中断引脚通过门槛电压触发；所述通信电路基于普通RS485通信电路上，在ADM485芯片的控制端加装一个反相三极管；所述电参数测量模块设有两组电参数采集电路，每组输入信号调理电路采用电磁耦合的方式输入给电参数采集电路。
2.如权利要求1所述的一种新型双通道智能电参数测量模块，其特征在于所述电参数测量模块还包括嵌入式软件，软件采用汇编语言进行编程。
3.如权利要求1所述的一种新型双通道智能电参数测量模块，其特征在于所述电源系统采用线性5V稳压电源。
4.如权利要求1所述的一种新型双通道智能电参数测量模块，其特征在于所述电参数采样电路采用内部带有M位A/D转换电路的CSM63芯片，同时配有2. 5V内置参考电压电路。
5.如权利要求1所述的一种新型双通道智能电参数测量模块，其特征在于所述MCU 采用 STC12C5A32S2 芯片。
6.如权利要求1所述的一种新型双通道智能电参数测量模块，其特征在于所述状态指示灯驱动电路采用ULA2003芯片。
7.如权利要求1所述的一种新型双通道智能电参数测量模块，其特征在于所述存储器采用常规型M系列存储器，用于存储模块校准参数及输入输出状态参数。
8.如权利要求1所述的一种新型双通道智能电参数测量模块，其特征在于所述MCU 与电参数采样电路以SPI通信方式进行数据传输。
9.如权利要求1所述的一种新型双通道智能电参数测量模块，其特征在于所述电参数测量模块还具有地址设置功能，采用硬件地址，支持多个模块、多路测温，单条总线最多可以连接IOM个模块，同时模块还可以采用软件地址，即在单片机内部的EEPROM中选择一个字节的存储区，将模块地址写入，在模块上电时将该地址读出来作为模块地址。
专利摘要本实用新型公开了一种新型双通道智能电参数测量模块，所述新型双通道智能电参数测量模块包括电源系统、MCU、通信电路、模块地址、存储器、状态指示灯驱动电路、电参数采样电路、外部输入电路和掉电保护电路，所述电源系统为整个模块提供电源，被测设备通过输入信号调理电路与电参数采样电路连接；所述MCU分别与电参数采样电路、通信电路、模块地址、存储器、状态指示灯驱动电路、输入电路以及掉电保护电路相连接。本实用新型专用性强，精度高，安全可靠，并且价格低廉，在电子、工业测控、电器检测等领域有广泛的应用。
文档编号G01R15/12GK202230119SQ201120366519
公开日2012年5月23日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者刘健, 孟凡民, 李兴华, 李立顺, 霍奎 申请人:江苏中科君达电子科技有限公司