基于磁位计的大电流数字式测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电流测量仪表技术领域，具体地说是基于磁位计的大电流数字式测量装置。
【背景技术】
[0002]随着电力系统发电和用电设备容量的不断扩大，对于交流大电流快速而准确的测量已成为十分重要的问题。周期性及非周期性大电流因其数值巨大而无法使用常规的电流表进行测量，传统的基于磁位计的数字式测量装置虽然能对周期性的正弦及非正弦电流通过整流方法测取其有效值，正弦电流的峰值可通过有效值推算出来，而非正弦的峰值却不能得到；而且多采用量程自动转换电路来改变从磁位计测取的电压值使其符合数模转换电路可接受值，此设备较复杂，调试不便且实时性差。本实用新型将放大电路进行改良，采用数字式自动增益放大电路来取代传统电路，既简化了整体装置，也使放大倍数的调节变得简单易行，实现了硬件和软件的很好结合。
【实用新型内容】
[0003]针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种基于磁位计的大电流数字式测量装置，是一种以磁位计为采样元件的交流大电流峰值自动测量装置，其结构简单、操作方便，克服了现有电流表量程不足的缺陷，并且减小了外界磁场干扰、电源电压的波动、频率变化和波形畸变对测量结果的影响。
[0004]本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是:提供一种基于磁位计的大电流数字式测量装置，其特征在于该测量装置包括数据采集模块、积分电路、数字式自动增益放大电路和主控电路；所述数据采集模块是一个磁位计，即空心电流互感器，用于采集大电流信号；数据采集模块的输出端与积分电路的输入端连接；所述积分电路用于积分求得所测大电流值；积分电路的输出端和数字式自动增益放大电路的集成运放输入端连接；所述主控电路包括A/D转换模块、单片机和液晶显示屏，数字式自动增益放大电路的输出端经A/D转换模块依次与单片机和液晶显示屏连接；单片机同时与数字式自动增益放大电路的数字式电位器连接；
[0005]所述数字式自动增益放大电路包括集成运放、加法器、基准电压源、窗口比较器和数字式电位器；数字式电位器和集成运放组成放大器，数字式电位器为该放大器的反馈电阻，集成运放的输出端分别与加法器和A/D转换模块的输入端相连，加法器的输出端与窗口比较器输入端相连，窗口比较器的上下线由基准电压源设定，基准电压源与加法器的输入端连接，窗口比较器输出端与单片机的相应引脚相连。
[0006]本实用新型的有益效果是:本实用新型能够根据所测电流的大小自动调整放大器增益，从而使得该装置的量程更广，同时对较小的电流值选取较大的增益，确保了测量的精度。并且该装置对于正弦或非正弦电流，周期及非周期电流均适用；能够测出被测电流的峰值；结构简单、操作方便，克服了常规电流表量程不足的缺陷，并且减小了外界磁场干扰及电源电压的波动、频率变化和波形畸变对测量结果的影响，且此装置可应用于物理实验。主要体现在以下方面:
[0007](I)采用磁位计对电流进行测量，在理想条件下磁位计所交链的磁链只与它所包围的电流成正比，而与外界干扰电流无关，也与截流导体在磁位计内的位置无关，因此抗干扰能力强。
[0008](2)积分电路采用惯性环节取代积分器，即在积分电容两端并一阻值足够大的反馈电阻，由于反馈电阻的存在，为慢变化的漂移电压构成了反馈通路，因此抑制漂移的效果十分显著。
[0009](3)放大电路采用数字式自动增益放大电路，该电路采用数字式电位器取代放大器的反馈电阻，能够根据所测大电流的大小自动调整放大器增益，从而使得该装置的量程更广，同时对较小的电流值选取较大的增益，确保了测量的精度。
【附图说明】
[0010]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
[0011]图1是本实用新型基于磁位计的大电流数字式测量装置的整体结构框图。
[0012]图2是本实用新型基于磁位计的大电流数字式测量装置的数字式自动增益放大电路的结构图。
[0013]图3是本实用新型基于磁位计的大电流数字式测量装置的单片机主程序流程图。
[0014]图中，1.数据采集模块、2.积分电路、3.数字式自动增益放大电路、4.主控电路、31.数字式电位器、32.集成运放、33.窗口比较器、34.加法器、35.基准电压源、41.A/D转换模块、42.单片机、43.液晶显示屏。
【具体实施方式】
[0015]本实用新型基于磁位计的大电流数字式测量装置(简称测量装置，参见图1-3)包括数据采集模块1、积分电路2、数字式自动增益放大电路3和主控电路4 ;所述数据采集模块I是一个磁位计，即空心电流互感器，用于采集大电流信号；数据采集模块I的输出端与积分电路2的输入端连接；所述积分电路2用于积分求得所测大电流值；积分电路2的输出端和数字式自动增益放大电路3的集成运放输入端连接；所述主控电路4包括A/D转换模块41、单片机42和液晶显示屏43，数字式自动增益放大电路3的输出端经A/D转换模块4依次与单片机42和液晶显示屏43连接；单片机42同时与数字式自动增益放大电路3的数字式电位器31连接；
[0016]所述数字式自动增益放大电路3包括集成运放32、加法器34、基准电压源35、窗口比较器33和数字式电位器31 ;数字式电位器31和集成运放32组成放大器，数字式电位器31为该放大器的反馈电阻，集成运放32的输出端分别与加法器34和A/D转换模块41的输入端相连，加法器34的输出端与窗口比较器33输入端相连，窗口比较器33的上下线由基准电压源35设定，基准电压源35与加法器34的输入端连接，窗口比较器33输出端与单片机42的相应引脚相连。
[0017]本实用新型的进一步特征在于所述A/D转换模块41由ADC1210芯片和2片74LS244组成；所述单片机42的型号为AT89C52，所述液晶显示屏43的型号为DMC20261。
[0018]如图2所示