专利名称：光柱数字双显示安装式电表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光柱数字双显示安装式电表，属于电测量仪表的改进技术领域。适用于功率因数及相位角的测量。
现在普遍应用的直接作用模拟指针电测量仪表其静态测量存在的缺点是1.刻度间隔密度过低，模拟指针的角位移量的刻度累计显示稳态值示数误差增大；2.人为读取显示测试示数，引入了目测分辨误差；3.频率变化的扰动影响了示数的准确性；4.抗畸变能力不足。其动态趋势测量存在的缺点是1.机械指针过载裕度小，抗冲击能力差；2.有限的机械寿命；3.电磁系统的传递特性近似于2阶系统，频响能力受到极点的限制。
本实用新型的目的在于提供一种光柱数字双显示安装式电表，用以测量电力电路中的功率因数及相位角，采用数字、光柱双显示，既提高静态示值读数的精度，又提高过渡过程趋势判别的准确性。
本实用新型的目的是这样实现的壳体内设有光柱显示器和数字显示器基板、功率因数电压转换器模块以及变压器、互感器，基座壳体的后端面上设有电源端子和测量端子，壳体的前端面上设有面板及透明窗。所述的数字显示器电路结构为模数转换集成电路IC1将被测直流模量由输入端IN+、IN-输入转换为数字量，由数字字符的输出端口输出，经驱动译码器IC2，与功放三极管射极输出器级联，驱动数字字符显示器。所述的模数转换电路IC1包括与输入脚电连接的电压参考源电路，积分电路及自动调零电路。所述的光柱显示器电路结构为被测直流电平信号由输入端Vin经前置适配放大器R11、R12、R13、VR1、U1进行信号放大处理后，通过比较显示网络，检测电平鉴幅输出显示。其中R16、R17、U3、VR2、ZD为参照电平发生器，精密电阻器r多级串联作为R14、R15、U2、D比较显示的级联耦合网络。所述的cosφ/V转换器电路结构为取样信号分别是交流电压信号Um·Sinwt及交流电流信号Im·Sin(wt+φ)，经衰减器VR3、R18；VR4、R21输入至整形放大器R19、D1、D2、U4；R20、D3、D4、U5整形后转换为等空度矩形波序列。再经两组鉴相器U6、C5、R26、D5；U6、C6、R27、D6，形成微分正脉冲序列，至主从触发器U7输出双向鉴相电平，当Um·Sinwt，Im·Sin(wt+φ)整形后的同步矩形方波与双向鉴相电平及振激器OSC脉冲混合，产生与φ成正比的脉冲数。再经相角控相计数器U11、U12的并行暂态存储数据作为地址，选通只读存储器U13，使相角值完成标度换算，使之成为功率因数的等值电平输出，驱动数模转换器U14再次转换成模拟电平由U15输出，其中U10、S1、U16是cosφ＞0的电平输出通道+Vont，而U10、S2、U17是cosφ＜0的电平输出通道-Vont，U18、R35、R32、R33、R34，构成加法综合器，可逆输出正负双向正比于功率因数(cosφ)电平。该直流电平经过上述的数字显示器电路和光柱显示器电路转换后输出显示，面板上则有光柱和数字两种显示。光柱显示为功率因素的动态趋势示值显示，数字显示为功率因素的静态示值显示。
用于测量相位角的电表与上述功率因数表的结构相近似，只是把功率因数转换器电路中的只读存储器U13去掉，将U11、U12的并行数据直接选通数模转换器U14转换成模拟电平由U15输出。再经过加法综合器可逆输出正负双向正比于相位角φ电平。
本实用新型的优点是将电力电路参数的测量过渡过程趋势显示和静态数字示数显示功能有机地统一为一体，其数字显示器使静态示值数精度进一步提高，瞬时显示的趋势响应显示采用发光二极管或等离子器件组成的光柱显示器，使动态示值的过渡过趋势判别更加准确。
图1为本实用新型结构主剖视图。
图2为本实用新型右视图。
图3为本实用新型俯视图。
图4为实施例结构主视图。
图5为实施例结构俯视图。
图6为数字显示器电路结构图。
图7为光柱显示器电路结构图。
图8为功率因素电压、相角电压转换器电路结构图。
以下结合附图详细描述本实用新型该安装式电表可采用如图1-3所示通用性良好的方形结构也可选用如图4、5所示高精度的广角式结构。壳体4内设有光柱显示器和数字显示器基板7、功率因素电压转换器模块8以及变压器10、互感器9，基座壳体3的后端面上设有电源端子2和测量端子1，壳体4的前端面上设有面板6及透明窗5。数字显示器电路结构如图6所示，数字电压表集成电路IC1(选用7105)是显示器模数转换的核心环节，周边电路包括电压参考源VR、Dd、R3电路，积分电路C2R1、积分基准电路C1、自动调零电路C3及数字字节的输出端口D1-D5，IC2是驱动译码器与TR1-TR6功放三极管射极输出器级联驱动DIS数字字符显示器。IN+、IN-分别是被测直流电平的输入端，与被测电路输出耦合后实现直流电平的连续测量。光柱显示器电路结构如图7所示。R11、R12、R13、VR1、U1组成输入为直流电平信号Vin的前置适配放大器，R16、R17、U3、VR2、ZD为参照基准电平发生器，多阶串联精密电阻器r作为R14、R15、U2、D比输显示的级联耦合网络，检测电平鉴幅输出显示。显示器具备良好的线性电平频响性能。cosφ/V转换器电路结构如图8所示取样信号分别是交流电压信号Um·Sinwt及交流电流信号Im·Sin(wt+φ)，经衰减器VR3、R16；VR4、R21输入至整形放大器R19、D1、D2、U4；R20、D3、D4、U5整形后转换为等空度矩形波序列。再经两组鉴相器U6、C5、R26、D5；U6、C6、R27、D6，形成正微分脉冲序列，至主从触发器U7输出双向鉴相电平，当Um·Sinwt，Im·Sin(wt+φ)整形后的同步矩形方波与双向鉴相电平及振激器DSC脉冲混合，产生与φ成正比的脉冲数。嗣后，经相角控相计数器U11、U12的并行暂态存储数据作为地址，选通只读存储器U13，使相角值完成标度换算，使之成为功率因数的等值电平输出，驱动数模转换器U14再次转换成模拟电平由U15输出，其中U10、S1、U16是cosφ＞0的电平输出通道+Vont，而U10、S2、U17是cosφ＜0的电平输出通道-Vont，U18、R35、R32、R33、R34，构成加法综合器，可逆输出正负双向正比于功率因数(cosφ)电平。该直流电平经过上述的数字显示器电路和光柱显示器电路转换后输出显示，面板上则有光柱11和数字12两种显示。数字显示器可以采用发光二极管半导体器或等离子显示器件，用以指示静态直流电平。光柱显示器可以选用发光二极管排型组件或等离子排型组件，闪烁指示动态直流电平。
用于测量相位角的电表与上述功率因数表的结构相近似，只是把功率因数转换器电路中的只读存储器U13去掉，将U11、U12的并行数据直接选通数模转换器U14转换成模拟电平由U15输出。再经过加法综合器可逆输出正负双向正比于相位角φ电平。
权利要求1.一种光柱数字双显示安装式电表，其特征在于壳体内设有光柱显示器和数字显示器基板、功率因数电压转换器模块以及变压器、互感器，基座壳体的后端面上设有电源端子和测量端子，壳体的前端面上设有面板及透明窗；所述的数字显示器电路结构为模数转换集成电路IC1将被测直流模拟量由输入端IN+、IN-输入转换为数字量，由数字字符的输出端口输出，经驱动译码器IC2，与功放三极管射极输出器级联，驱动数字字符显示器；所述的模数转换电路IC1包括与输入脚电连接的电压参考源电路，积分电路及自动调零电路；所述的光柱显示器电路结构为被测直流电平信号由输入端Vin经前置适配放大器R11、R12、R13、VR1、U1进行信号放大处理后，通过比较显示网络，检测电平鉴幅输出显示；其中R16、R17、U3、VR2、ZD为参照电平发生器，精密电阻器r多级串联作为R14、R15、U2、D比较显示的级联耦合网络；所述的功率因数电压转换器电路结构为取样信号分别是交流电压信号Um·Sinwt及交流电流信号Im·Sin(wt+φ)，经衰减器VR3、R16；VR4、R21输入至整形放大器R19、D1、D2、U4；R20、D3、D4、U5整形后转换为等空度矩形波序列。再经两组鉴相器U6、C5、R26、D5；U6、C6、R27、D6，形成正微分脉冲序列，至主从触发器U7输出双向鉴相电平，当Um·Sinwt，Im·Sin(wt+φ)整形后的同步矩形方波与双向鉴相电平及振激器OSC脉冲混合，产生与φ成正比的脉冲数，再经相角控相计数器U11、U12的并行暂态存储数据作为地址，选通只读存储器U13，使相角值完成标度换算，使之成为功率因数的等值电平输出，驱动数模转换器U14再次转换成模拟电平由U15输出，其中U10、S1、U16是cosφ＞0的电平输出通道+Vont，而U10、S2、U17是cosφ＜0的电平输出通道-Vont，U18、R35、R32、R33、R34，构成加法综合器，可逆输出正负双向正比于功率因数(cosφ)电平，该直流电平经过上述的数字显示器电路和光柱显示器电路转换后输出显示，面板上则有光柱和数字两种显示。
2.一种光柱数字双显示安装式电表，其特征在于壳体内设有光柱显示器和数字显示器基板、相位角电压转换器模块以及变压器、互感器，基座壳体的后端面上设有电源端子和测量端子，壳体的前端面上设有面板及透明窗；所述的数字显示器电路结构为模数转换集成电路IC1将被测直流模拟量由输入端IN+、IN-输入转换为数字量，由数字字符的输出端口输出，经驱动译码器IC2，与功放三极管射极输出器级联，驱动数字字符显示器；所述的模数转换电路IC1包括与输入脚电连接的电压参考源电路，积分电路及自动调零电路；所述的光柱显示器电路结构为；被测直流电平信号由输入端Vin经前置适配放大器R11、R12、R13、VR1、U1进行信号放大处理后，通过比较显示网络，检测电平鉴幅输出显示；其中R16、R17、U3、VR2、ZD为参照电平发生器，精密电阻器r多级串联作为R14、R15、U2、D比较显示的级联耦合网络；所述的相位角电压转换器电路结构为；取样信号分别是交流电压信号Um·Sinwt及交流电流信号Im·Sin(wt+φ)，经衰减器VR3、R18；VR4、R21输入至整形放大器R19、D1、D2、U4；R20、D3、D4、U5整形后转换为等空度矩形波序列。再经两组鉴相器U6、C5、R26、D5；U6、C6、R27、D6，形成微分正脉冲序列，至主从触发器U7输出双向鉴相电平，当Um·Sinwt，Im·Sin(wt+φ)整形后的同步矩形方波与双向鉴相电平及振激器OSC脉冲混合，产生与φ成正比的脉冲数，再经相角控相计数器U11、U12的并行暂态存储数据直接驱动数模转换器U14再次转换成模拟电平由U15输出，其中U10、S1、U16是φ＞0的电平输出通道+Vont，而U10、S2、U17是φ＜0的电平输出通道-Vont，U18、R35、R32、R33、R34，构成加法综合器，可逆输出正负双向正比于相位角φ电平，该直流电平经过上述的数字显示器电路和光柱显示器电路转换后输出显示，面板上则有光柱和数字两种显示。
专利摘要一种光柱数字双显示安装式电表，壳体内设有光柱显示器和数字显示器基板、功率因数电压转换器模块或相位角电压转换器模块。数字显示电路包括模数转换器，译码器功率三极管射极输出器及数字字符显示器。光柱显示器电路包括前置放大器、比较显示网络、参考电平发生器。被测功率因素经功率电压转换器将功率因数转换为直流电平，与其相同被测相位角经过ф/V转换器将相位角转换为直流电平，该直流电平再经过光柱显示电路和数字显示电路使电信转换后，输出光柱、数字两种显示。
文档编号G01R21/133GK2254191SQ9622602
公开日1997年5月14日 申请日期1996年2月29日 优先权日1996年2月29日
发明者周维寰 申请人:周维寰