专利名称：智能型的电能监测仪的多路温度采集电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及智能型的电能监测仪的多路温度采集电路。
背景技术：
电力监测仪是多功能电力品质分析表，它集合了高精度量测、显示、远程控制、计算机联机及多种电力质量分析等多功能，可量测显示多种电量及电力品质参数。在现今复杂的电力环境中，不但提供了基本电量测量(用电及供电)的功能，更提供有关的电力质量数据以供电力质量改善分析。在整套能源管理系统中，电能监测采集终端处于系统最末端，用于采集用户用电线路上用电信息，包括电压、电流、功率、电量、谐波、温度等，并通过有线或无线信道传回集中器或王站。温度采集是终端数据采集中的一部分，它是一项相对独立的参数，不会影响到终端的正常运作，但是它能够对现场的环境带来更全面的反馈。温度采集主要是用于室内温度的测量以及高温警报。在现有的技术下，测温电路集成于终端电路内，由于测温电路容易受到现场环境的影响，因此会威胁到终端的整个电路。测温功能的使用也不灵活便捷。而且在成本的影响下测温路数也有所限制。传统的测温方式将测温探头测出的模拟变化量传输至监测仪终端的采样电路中，然后变换为数字量后再计算出温度值。该方法在实际应用中存在一些不足之处1.测温探头暴露在外，容易接触到不同程度的干扰，对电能检测终端的正常运作会产生影响，甚至会造成损坏；2.由于成本的关系，不能实现多块采样芯片的电路，因此在测温路数上有所限制；3.测温是一个相对比较独立的功能，但传统的测温电路往往与终端主电路集成一起，这样在使用中就没有灵活性，在维护过程中也不方便。
发明内容本实用新型是为了克服现有技术存在的上述问题而提供的智能型的电能监测仪的多路温度采集电路，能达到测温功能的智能性、独立性和安全性，从而在目前能源消耗加速的背景下，配合日益增长的用电管理需求的趋势，而形成一套完善的管理系统。为了解决以上的问题，本实用新型采取的技术方案是智能型电能监测仪的多路温度采集模块，所述的电能监测仪包括终端MCU主电路、供电电源以及探头电路；其特点是，所述的多路温度采集模块设置在所述的终端MCU主电路外，该多路温度采集模块包括，电源电路、测温电路、存储器；其中所述的电源电路的输入端与电能监测仪的供电电源连接，其输出两组电源，一组是提供探头电路的工作电源，另一组是提供测温电路和存储器的工作电源；所述的测温电路包括一探头选择电路和一温度采集电路；所述的探头选择电路的输入端与所述的探头电路的输出端电连接，其输出端与所述的温度采集电路的输入端电连接，所述的温度采集电路与所述的终端MCU主电路双向电连接；所述的存储器与所述的温度采集电路电连接。上述智能型电能监测仪的多路温度采集模块，其中，所述的多路温度采集模块是一个独立的模块，通过一接口与所述终端MCU主电路实现插拔式连接。上述智能型电能监测仪的多路温度采集模块，其中，还包括一光电隔离电路，所述的光电隔离电路电连接在终端MCU主电路与测温电路之间。上述智能型电能监测仪的多路温度采集模块，其中，所述的光电隔离电路包括两个光电稱合器，其中一个光电稱合器连接在所述的终端MCU主电路的输出端与所述的温度采集电路的输入端之间，另一个光电耦合器连接在所述的终端MCU主电路的输入端与所述的温度采集电路的输出端之间。上述智能型电能监测仪的多路温度采集模块，其中，所述的温度采集电路由一 MCU单片机构成。上述智能型电能监测仪的多路温度采集模块，其中，所述的探头选择电路由一多路选择器构成。上述智能型电能监测仪的多路温度采集模块，其中，所述的探头电路由多个热敏电阻构成。上述智能型电能监测仪的多路温度采集模块，其中，所述的探头电路还包括安全保护电路，由多个瞬态抑制二极管构成。上述智能型电能监测仪的多路温度采集模块，其中，所述的探头电路的每个热敏电阻并联一双向的瞬态抑制二极管；该热敏电阻与瞬态抑制二极管并联的两端各串联一单向的瞬态抑制二极管。上述智能型电能监测仪的多路温度采集模块，其中，所述的电源电路由两组低压差线性稳压器构成，输出两组电源。由于本实用新型采用了以上的技术方案，其产生的技术效果是明显的1、将测温电路作为一个独立的电路放到电能监测仪的终端MCU主电路外，测温功能不再依附于终端MCU主电路，而是单独由另一个MCU来实现测温功能。由于独立的MCU设计，使得MCU的资源充沛，可以更多的为测温功能来考虑。因此可以实现了多路测温、测温校准、数据保存等多种功能；2、测温电路的模块化使测温功能使用得更灵活。可根据现场的实际需求可任意添加去除测温功能。即插即用的特性在维护方面，也显得更加便捷，无需考虑终端就可以更换；3、保护措施的加强使得测温电路在现场更加安全可靠。即使出现意外产生故障，也不会波及终端；4、在测温探头接入电路的入口处安置安全器件，当外界产生高压高流的冲击时可以瞬间吸收，从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏；5、采用两组低压差线性稳压器将终端供给的电压降压为两路电压来使用，将用于测温的电压与其他芯片的工作电压加以区分，当外界影响导致测温电压受到损害时也不会波及电路其他元器件的供电；[0026]6、终端MCU主电路与测温电路的MCU之间的通信、控制、隔离采用光电隔离器件来实现。
图1是本实用新型总体结构的一种实施例的电方框图。图2是本实用新型一种实施例的电原理图。图3是本实用新型总体结构的另一种实施例的电方框图。
具体实施方式
请参阅图1。本实用新型智能型电能监测仪的多 路温度采集模块，所述的电能监测仪包括终端MCU主电路I和探头电路2。所述的多路温度采集模块3是一个设置在所述终端MCU主电路以外的独立的模块，包括，电源电路31、、测温电路32、存储器33 ;其中所述的电源电路31的输入端与电能监测仪的供电电源连接，其输出两组电源，一组是提供探头电路的工作电源，另一组是提供测温电路和存储器的工作电源。所述的测温电路32包括一探头选择电路321和一温度采集电路322 ;所述的探头选择电路的输入端与所述的探头电路的输出端电连接，其输出端与所述的温度采集电路的输入端电连接，所述的温度采集电路与所述的终端MCU主电路双向电连接。所述的存储器33与所述的温度采集电路电连接。还包括一光电隔离电路4，所述的光电隔离电路设置在终端MCU主电路与测温电路之间。请参阅图2，图2是本实用新型的一种实施例的电原理图。本实施例中，Xl X3是3路对外的测温探头(根据需要可以添加路数最多为8路)，所述的测温探头例如由热敏电阻构成，它们以两线制的形式接入测温短路中。为了防止电压的冲击，本实用新型所述的探头电路还包括安全保护电路，由多个瞬态抑制二极管TVS管构成。本实施例中Fl F9是保护器件，采用了双向TVS管SMBJ6. OCA以及单向TVS管SMBJ5. OA的组合。本实施例中，热敏电阻Xl并联一双向的瞬态抑制二极管F1，该热敏电阻与瞬态抑制二极管并联的两端各串联一单向的瞬态抑制二极管F2、F3 ;热敏电阻X2并联一双向的瞬态抑制二极管F4，该热敏电阻与瞬态抑制二极管并联的两端各串联一单向的瞬态抑制二极管F5、F6 ;热敏电阻X3并联一双向的瞬态抑制二极管F7，该热敏电阻与瞬态抑制二极管并联的两端各串联一单向的瞬态抑制二极管F8、F9。由于TVS管是一种新型的高效电路保护器件，它具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力。当它的两端经受瞬间的高能量冲击时，TVS管能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，把它的两端电压箝制在一个预定的数值上，从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。本实用新型所述的电源电路由两组低压差线性稳压器W构成，例如型号为SPX1121。该两组低压差线性稳压器将终端电源供给的电压输出分为两路，其中，￥0_八是用于测温电路及其他芯片的工作电压，VCC_B是用于探头电路的电压源。本实施例中，所述的测温电路中，所述的温度采集电路由一 MCU单片机Ul构成。所述的探头选择电路由一多路选择器U2构成。其中温度采集电路的MCU是采用基于ARMCortex-MO架构的LPC1111，通过它可以直接控制存储器和多路选择器，以及完成温度模拟量的采样。本实施例所述的多路选择器采用八通道模拟多路选择器74HC4051，通过温度采集电路的MCU控制可以任意切换通路，达到多路温度采样的目的。所述的存储器U3例如采用芯片25VF020构成，用来保存测温校验参数以及温度采集的数据。本实用新型智能型电能监测仪的多路温度采集模块还包括一光电隔离电路。本实施例中，所述的光电隔离电路包括两个光电耦合器D6、D7，其中光电耦合器D6连接在所述的终端MCU主电路的输出端与所述的温度采集电路的输入端之间，光电耦合器D7连接在所述的终端MCU主电路的输入端与所述的温度采集电路的输出端之间，用来隔离终端MCU主电路与测温电路的MCU。本实用新型的工作原理是外部测温探头测得温度通过多路选择器有选择的加到温度采集电路，该温度采集电路是由MCU单片机构成，经其计算处理得到实时的温度数据，再传输到该电能监测仪的终端主MCU进行处理。本实用新型所述的多路温度采集模块是一个独立在终端MCU主电路100外的电路，可以采用直接与光电隔离电路连接的方法。也可以采用将所述的多路温度采集模块制成一个独立的模块,与终端MCU主电路插拔式连接。请参阅图3，图3是本实用新型总体结构的另一种实施例的电方框图。本实施例包括一探头电路5、一多路温度采集模块6以及一电能监测仪主机7，该所述的探头电路5、一多路温度采集模块6以及一电能监测仪主机7均为一独立的模块。其中，所述的电能监测仪主机7，包括光电隔离电路71、终端MCU主电路72、供电电源73、其他功能电路74。所述的多路温度采集模块6与主机7之间通过接口插拔式连接。为了便于实施插拔式连接,本实施例在所述的多路温度采集模块的输入端连接一接口 81，该接口用于与探头电路的插拔式连接。在多路温度采集模块的输出端连接一接口 82，该接口用于与该电脑监测仪主机7之间的插拔式连接。由于本实用新型的温度采集模块是一个独立的电路，而且整个对外的探头是有保护的，因此，即使外界有突发的冲击也可以使其限定在预计的范围内，不会损坏器件。再由于该模块的内部是双电源设计，对外测温所用的电源与实际电路所用的电源各自独立，测温电路与终端MCU相互通信也是有光电隔离，因此，既保证了温度采集的准确性，又确保了电能监测仪不受外来冲击信号的影响，提高了电能监测仪使用的可靠性。
权利要求1.智能型电能监测仪的多路温度采集模块，所述的电能监测仪包括终端MCU主电路、 供电电源以及探头电路；其特征在于，所述的多路温度采集模块设置在所述的终端MCU主电路外，该多路温度采集模块包括，电源电路、测温电路、存储器；其中所述的电源电路的输入端与电能监测仪的供电电源连接，其输出两组电源，一组是提供探头电路的工作电源，另一组是提供测温电路和存储器的工作电源；所述的测温电路包括一探头选择电路和一温度采集电路；所述的探头选择电路的输入端与所述的探头电路的输出端电连接，其输出端与所述的温度采集电路的输入端电连接， 所述的温度采集电路与所述的终端MCU主电路双向电连接；所述的存储器与所述的温度采集电路电连接。
2.根据权利要求1所述的智能型电能监测仪的多路温度采集模块，其特征在于，所述的多路温度采集模块是一个独立的模块，通过一接口与所述终端MCU主电路实现插拔式连接。
3.根据权利要求1或2所述的智能型电能监测仪的多路温度采集模块，其特征在于，还包括一光电隔离电路，所述的光电隔离电路电连接在终端MCU主电路与测温电路之间。
4.根据权利要求3所述的智能型电能监测仪的多路温度采集模块，其特征在于，所述的光电隔离电路包括两个光电耦合器，其中一个光电耦合器连接在所述的终端MCU主电路的输出端与所述的温度采集电路的输入端之间，另一个光电耦合器连接在所述的终端MCU 主电路的输入端与所述的温度采集电路的输出端之间。
5.根据权利要求1所述的智能型电能监测仪的多路温度采集模块，其特征在于，所述的温度采集电路由一 MCU单片机构成。
6.根据权利要求1所述的智能型电能监测仪的多路温度采集模块，其特征在于，所述的探头选择电路由一多路选择器构成。
7.根据权利要求1所述的智能型电能监测仪的多路温度采集模块，其特征在于，所述的探头电路由多个热敏电阻构成。
8.根据权利要求7所述的智能型电能监测仪的多路温度采集模块，其特征在于，所述的探头电路还包括安全保护电路，由多个瞬态抑制二极管构成。
9.根据权利要求8所述的智能型电能监测仪的多路温度采集模块，其特征在于，所述的探头电路的每个热敏电阻并联一双向的瞬态抑制二极管；该热敏电阻与瞬态抑制二极管并联的两端各串联一单向的瞬态抑制二极管。
10.根据权利要求1所述的智能型电能监测仪的多路温度采集模块，其特征在于，所述的电源电路由两组低压差线性稳压器构成，输出两组电源。
专利摘要本实用新型公开了智能型电能监测仪的多路温度采集模块，其特点是，多路温度采集模块设置在所述的终端MCU主电路外，该多路温度采集模块包括，电源电路、测温电路、存储器；其中电源电路的输入端与电能监测仪的供电电源连接，其输出两组电源，一组是提供探头电路的工作电源，另一组是提供测温电路和存储器的工作电源；测温电路包括一探头选择电路和一温度采集电路；探头选择电路的输入端与探头电路的输出端电连接，其输出端与温度采集电路的输入端电连接，温度采集电路与终端MCU主电路双向电连接；存储器与所述的温度采集电路电连接。将测温电路作为一个独立的电路放到电能监测仪的终端MCU主电路外，实现了多路测温、测温校准、数据保存等多种功能。
文档编号G01K7/22GK202836819SQ20122045191
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月6日 优先权日2012年9月6日
发明者秦建荣, 鲁春生, 肖明权, 沈瑞强, 邵文俊, 李力, 秦嘉英 申请人:苏州太谷电力有限公司, 上海协同科技股份有限公司