专利名称：一种多通道功率表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量功率的仪器，特别涉及一种多通道功率表。
技术背景随着科技的发展，人们对精密仪器测量的要求越来越高，功率表是其中一种测量 仪器，是电路中专门计量用电设备实际工作所损耗的电能的计量装置。功率表是依我国 对电力设备的运行和计算机智能化监控要求而设计的，能够直接测量直流功率，并可带有 RS485接口，与微机进行数据交换。用于测量直流电能、直流电流、直流电压和直流功率等。 但目前市场上的功率表大多只能测量一组数据，有时人们需要同时收集多组数据进行测量 比较，这就需要一种仪器能够同时测量多组数据。发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多通道功率表，能够实现 实时性、宽测量范围、测量精度高的同时，能同时测量多组数据。为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种多通道功率表，用一个单 片机控制四个功率测量电路，每个功率测量电路由电流采集放大电路、电压采集放大电路、 单片机控制电路组成。电流采集放大电路中，电流信号经过线圈Tl后经过由运算放大器U1，电感D1、D2， 电阻R2、R3，电容Cl组成的电流采集放大电路后接到芯片IC2的16脚IIN+的输入口。电压采集放大电路中，电压信号经过由运算放大器U2、U3、U4及其外围电路组成 的多级放大器放大信号后接到芯片IC2的9脚VIN+的输入口。电压信号一路经由串联电 阻R4、R5、R6、R7后连接到运算放大器U2的反相输入端，另一路经由串联电阻R8、R9、R10、 Rll后接到运算放大器U2的同相输入端，电阻R8 —路接电阻R9、可调电阻VRl后接地。第 一级运算放大电路由运算放大器U2，电感D3、D4、D5、D6，电阻R13组成；经过第一级运算放 大电路放大后的信号输出后接到第二级运算放大电路中运算放大器U3的同相输入端，芯 片ICl为双4选1的多路模拟选择开关，芯片ICl与由电阻R14、R15、R16、R17、R18、R19、 R20，电容C6组成的外围电路一起接在运算放大器U3的反相输入端和输出端之间；信号经 过运算放大器放大后输出到第三级运算放大电路进行放大，第三级运算放大电路由运算放 大器U4，电阻R21、R22、R23、RM组成，经过三级放大的电压信号输出后接到芯片U2的9脚 VIN+的输入口。单片机控制电路中，芯片IC2有4个串行口 SDI为串行数据输入口，SDO为串行数 据输出口，CLK为串行时钟，CS是片选控制线。晶振Xl接在单片机U2的1脚和24脚之间， 为单片机U2提供高稳定度的振荡频率。单片机U2与由电阻R33、R34、R35、R36、R37，电容 C2、C3、C4、C5，带电极电容CEl组成的外围电路一起组成单片机控制电路。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是采用多通道电路同时对多路电压和 电流信号进行采集测量，能够实现实时性、宽测量范围、测量精度高的同时，满足客户多组3数据测量的需求。
图1为本实用新型的原理框图；图2为本实用新型的电流采集放大电路示意图；图3为本实用新型的电压采集放大电路示意图；图4为本实用新型的单片机控制电路示意图。
具体实施方式
本实用新型的主旨思想在于克服现有技术的不足，提供一种多通道功率表，实现 多组数据同时测量。下面结合实施例参照附图进行详细说明，以便对本实用新型的技术特 征及优点进行更深入的诠释。本实用新型的原理框图如图1所示，一种多通道功率表，用一个单片机控制功率 测量电路1、功率测量电路2、功率测量电路3、功率测量电路4，每个功率测量电路结构相 同，由电流采集放大电路、电压采集放大电路、单片机控制电路组成。本实用新型的电流采集放大电路示意图如图2所示，电流信号经过线圈Tl后经过 由运算放大器U1，电感Dl、D2，电阻R2、R3，电容Cl组成的电流采集放大电路后接到芯片 IC2的16脚IIN+的输入口。本实用新型的电压采集放大电路示意图如图3所示，电压信号经过由运算放大器 U2、U3、U4及其外围电路组成的多级放大器放大信号后接到芯片IC2的9脚VIN+的输入 口。电压信号一路经由串联电阻R4、R5、R6、R7后连接到运算放大器U2的反相输入端，另 一路经由串联电阻R8、R9、R10、R11后接到运算放大器U2的同相输入端，电阻R8 —路接电 阻R9、可调电阻VRl后接地。第一级运算放大电路由运算放大器U2，电感D3、D4、D5、D6，电 阻R13组成；经过第一级运算放大电路放大后的信号输出后接到第二级运算放大电路中运 算放大器U3的同相输入端，芯片ICl为双4选1的多路模拟选择开关，芯片ICl与由电阻 R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20，电容C6组成的外围电路一起接在运算放大器U3的反相 输入端和输出端之间；信号经过运算放大器放大后输出到第三级运算放大电路进行放大， 第三级运算放大电路由运算放大器U4，电阻R21、R22、R23、R24组成，经过三级放大的电压 信号输出后接到芯片U2的9脚VIN+的输入口。本实用新型的单片机控制电路示意图如图4所示，芯片IC2有4个串行口 SDI为 串行数据输入口，SDO为串行数据输出口，CLK为串行时钟，CS是片选控制线。晶振Xl接在 单片机U2的1脚和M脚之间，为单片机U2提供高稳定度的振荡频率。单片机U2与由电 阻R33、R34、R35、R36、R37，电容C2、C3、C4、C5，带电极电容CEl组成的外围电路一起组成 单片机控制电路。在电路设计中，因为需要采集四路电压和电流信号，所以选用4片芯片IC2通过串 行口串联起来，当片选控制线CS = 1时，串行数据输出口 SOD为高阻状态，4片芯片IC2的 串行数据输入口 SDI和串行时钟CLK引脚分别以线与的形式直接相连。四路功率测量电路 由一个总的单片机驱动对电压和电流信号同时进行采集测量。如图1至4所示，电源士5V只是本实施例的一种实施方式，在本实用新型允许的范围内，其他电压值的电源均在本实用新型的保护范围内；另本实用新型并不只限于4路 通道，功率测量电路相同，而通道数目不同亦在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种多通道功率表，功率测量电路包括电流采集放大电路、电压采集放大电路、单片 机控制电路，其特征在于所述的功率测量电路有4路，由一个总的单片机控制。
2.根据权利要求1所述的多通道功率表，其特征在于所述功率测量电路中的电流采 集放大电路中，电流信号经过线圈Tl后经过由运算放大器U1，电感Dl、D2，电阻R2、R3，电 容Cl组成的电流采集放大电路后接到芯片IC2的16脚IIN+的输入口。
3.根据权利要求2所述的多通道功率表，其特征在于所述功率测量电路中的电压采 集放大电路中，电压信号经过由运算放大器U2、U3、U4及其外围电路组成的多级放大器放 大信号后接到芯片IC2的9脚VIN+的输入口。
4.根据权利要求3所述的多通道功率表，其特征在于所述功率测量电路中的单片机 控制电路中，芯片IC2有串行数据输入口 SDI、串行数据输出口 SD0、串行时钟CLK、片选控制 线CS四个串行口，晶振Xl接在单片机U2的1脚和M脚之间，为单片机U2提供高稳定度 的振荡频率；单片机U2与由电阻1 33、1 34、1 35、1 36、1 37，电容C2、C3、C4、C5，带电极电容 CEl组成的外围电路一起组成单片机控制电路。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的多通道功率表，其特征在于所述的芯片IC2有 四片，通过串行口串联起来。
专利摘要本实用新型公开了一种多通道功率表，用一个单片机控制四个功率测量电路，每个功率测量电路由电流采集放大电路、电压采集放大电路、单片机控制电路组成。在电路设计中，根据采集四路电压和电流信号的需要选用4片芯片IC2通过串行口串联起来实现多路同时测试。四路功率测量电路由一个总的单片机驱动对电压和电流信号同时进行采集测量。本实用新型采用多通道电路同时对多路电压和电流信号进行采集测量，能够实现实时性、宽测量范围、测量精度高的同时，满足客户多组数据测量的需求。
文档编号G01R22/10GK201828606SQ20102020962
公开日2011年5月11日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者吴锦来 申请人:东莞市锐源仪器有限公司