一种相位测量仪的制作方法
【专利说明】一种相位测量仪
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于环保行业智能电子仪器领域，具体涉及一种简单实用的相位测量仪。
[0003]
【背景技术】
[0004]市场上相位测量仪种类繁多，但大多数相位测量仪的测量精度、测量范围和价格之间的矛盾未得到很好地解决，测量精度高、范围广的价格也较高，因此需要寻求一种测量范围广、精度较高且成本较低的相位测量仪。
[0005]
【发明内容】
[0006]为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种测量范围广、精度较高且成本较低的相位测量仪。
[0007]本发明所采用的技术方案是：一种相位测量仪，其特征在于：包括自动量程控制电路、A/D转换电路、主控电路、显示电路、继电器驱动电路、相位测量电路和电源电路；所述的自动量程控制电路的输出端与所述的相位测量电路输入端相连，所述的相位测量电路输出端与所述的主控电路相连；所述的继电器驱动电路输入端与所述的主控电路相连，输出端与所述的自动量程控制电路的第一输入端相连；所述的A/D转换电路、显示电路和电源电路分别与所述的主控电路相连；输入信号通过待测网络的输入端、输出端，形成了两路同频相同、相位不同的正弦交流信号，待测网络将其输出端输出的一路正弦信号传送给所述的自动量程控制电路、另一路正弦信号传送给所述的A/D转换电路进行模数转换；所述的A/D转换电路将转换后的数据传送给所述的主控电路处理，所述的主控电路将处理结果传送给所述的继电器驱动电路，所述的继电器驱动电路采用的主要器件是继电器和光电耦合器，所述的继电器电路在所述的主控电路的控制下，对继电器触点实行吸合与释放操作，从而控制所述的自动量程控制电路的档位选择；所述的自动量程控制电路采用纯电阻电路降压法，完成信号量程的选择，并将两路正弦信号传送给所述的相位测量电路处理；所述的相位测量电路首先对两路信号进行整形，接着由鉴相器处理得到相位差信号，最后将相位差信号送给所述的主控电路处理；所述的主控电路对传送来的相位差信号进行处理后，将结果传送给所述的显示电路显示，所述的显示电路将结果在显示器上显示。
[0008]作为优选，所述的相位测量仪还包括复位电路，与所述的主控电路连接，用于电路复位。
[0009]作为优选，所述的相位测量仪还包括晶振电路，与所述的主控电路连接，为所述的相位测量仪提供基本的时钟信号。
[0010]作为优选，所述的相位测量仪还包括报警电路，与所述的主控电路连接，用于输入信号超限时发出警报声。
[0011]作为优选，所述的自动量程控制电路，待测网络U4的一条输出支路通过电阻R22和继电器触点簧片J2B接在端口 VS上，电阻R20和继电器触点簧片J3B支路并联在电阻R22和继电器触点簧片J2B支路两端，电阻R14和继电器触点簧片J4B支路并联在电阻R22和继电器触点簧片J2B支路两端，待测网络U4的另一条输出支路通过电阻R15接在端口 VS上，端口 VS通过电阻R15接地；待测网络U4的一条输入支路通过电阻R23和继电器触点簧片J2C接在端口 VF上，电阻R21和继电器触点簧片J3C支路并联在电阻R23和继电器触点簧片J2C支路两端，电阻R17和继电器触点簧片J4C支路并联在电阻R23和继电器触点簧片J2C支路两端，端口 VF通过电阻R18接地。
[0012]作为优选，所述的相位检测电路的核心器件是触发器74LS113和电压比较器LM339 ;异或电路U7输出端打上网络标号P32 ;非门电路U8输出端打上网络标号P33 ;异或电路U7输出端接在非门电路U8输入端上；两触发器74LS113的引脚5分别接在异或电路U7输入端上；第一触发器74LS113 (U5)的引脚2、3接VCC，引脚3、4通过电阻R28相连，引脚4通过电容ClO接地，引脚I通过电阻R34接VCC ;第二触发器74LS113 (U6)的引脚2、3接VCC，引脚3、4通过电阻R33相连，引脚4通过电容Cll接地，引脚I通过电阻R35接VCC ;三极管Q5的集电极通过电阻R34接VCC，发射极接地，基极接在电阻R16上，发射极和基极通过二极管Vl相连；三极管Q6的集电极通过电阻R35接VCC，发射极接地，基极接在电阻R19上，发射极和基极通过二极管V2相连；电压比较器LM339的引脚3接VCC，引脚I接电阻R16，引脚2接电阻R19，引脚12接地，引脚1、12通过电阻R27相连，引脚2、12通过电阻R32相连，引脚6接在滑动变阻器ICl的3端上，引脚4接在滑动变阻器IC2的3端上，引脚7接电阻R24，引脚5接电阻R29 ;滑动变阻器ICl的I端通过电阻R25接地，2端通过电阻R26接VCC ;滑动变阻器IC2的I端通过电阻R30接地，2端通过电阻R31接VCC ；电阻R24通过开关SI接端口 VS ;电阻R29接端口 VF。
[0013]作为优选，所述的主控电路是协调各个电路正常工作的核心电路，其核心器件是单片机STC12C5A60S2 ;单片机STC12C5A60S2的引脚1、2、3、4、5、6、7、8分别打上网络标号D00、DOU D02、D03、D04、D05、D06、D07 ;引脚 9 打上网络标号 RST ;引脚 10、11、12、13、14、15、16、18、19 分别打上网络标号 P30、CLK、ST、P32、P33、E0C、0E、X2、X1 ;引脚 20 接地；引脚21、22、23、24、25、26、27、28 分别打上网络标号 CSU CS2、RS、Rff, E、P25、P26、P27 ;引脚 31通过电阻R9接VCC ;引脚32、33、34、35、36、37、38、39分别打上网络标号D7、D6、D5、D4、D3、D2、D1、D0 ;引脚40接VCC，引脚40通过电容C2接地，极性电容C3并联在电容C2两端；单片机引脚32、33、34、35、36、37、38、39分别接在连接器PRl的引脚9、8、7、6、5、4、3、2上；连接器PRl的引脚I接VCC。
[0014]作为优选，所述的继电器驱动电路的核心器件是光电耦合器和继电器；第一光电耦合器U2的引脚I接VCC，引脚2接电阻R4，引脚4接+12V电压，引脚3接电阻R7 ;电阻R4的另一端打上网络标号P25 ；电阻R7通过电阻R8接地；三极管Q2的发射极接地，基极通过电阻R8接地，集电极通过第一继电器J2A接+12V电压，二极管Dl并联在第一继电器J2A线圈两端；第二光电耦合器U3的引脚I接VCC，引脚2接电阻R5，引脚4接+12V电压，引脚3接电阻RlO ;电阻R5的另一端打上网络标号P26 ;电阻RlO通过电阻R12接地；三极管Q3的发射极接地，基极通过电阻R12接地，集电极通过第二继电器J3A接+12V电压；二极管D2并联在第二继电器J3A线圈两端；第三光电耦合器U4的引脚I接VCC，引脚2接电阻R6，引脚4接+12V电压，引脚3接电阻Rll ;电阻R6的另一端打上网络标号P27 ；电阻Rll通过电阻R13接地；三极管Q4的发射极接地，基极通过电阻R13接地，集电极通过第三继电器J4A接+12V电压，二极管D3并联在第三继电器J4A线圈两端。
[0015]作为优选，所述的A/D转换电路的核心器件是转换器ADC0809 ;转换器ADC0809的引脚10、6、9、7分别打上网络标号CLK、ST、OE、EOC ;引脚22打上网络标号ST ;引脚22和引脚6相连；引脚23、24、25接地；引脚17、14、15、8、18、19、20、21分别打上网络标号D00、D01、D02、D03、D04、D05、D06、D07 ;