带半导体激光器定位的钳式万用表的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种带半导体激光器定位的钳式万用表，包括可开合式的钳头、壳体和至少两个半导体激光器，所述半导体激光器置于壳体内部，且其发出的激光交点与钳口几何中心点重合；所述壳体包括用于切换测量种类和量程的功能量程选择、测量电路、数字式电压基本表和激光器控制开关电路，所述测量电路的用于将被测的电参量转换为能被数字式电压基本表接受的微小直流电压信号。该带半导体激光器定位的钳式万用表通过增设至少两个半导体激光器，并使半导体激光器所产生的激光交点与钳口几何中心点重合，方便快捷的确定钳口几何中心点，便于导体正确摆放从而快速测出所需要的数据。
【专利说明】
带半导体激光器定位的钳式万用表
技术领域
[0001]本实用新型公开了一种钳式万用表，尤其涉及一种带半导体激光器定位的钳式万用表。
【背景技术】
[0002]万用表，还称为数字万用表或“DMM”的万用表适于测量通常为维修、调试、和维护应用所需的许多参数。这样的参数通常包括交流电压和电流、直流电压和电流、和电阻或连通性。还可测量诸如频率、电容、和温度的其它参数，以满足特定应用的要求。为了用通用型万用表测量电流，必须将具有已知电阻的内部电流分流器插入电流通路，从而需要断开载流导体。然后测量电流分流器两端的电压降以确定电流。
[0003]由于万用表测试线和线路承载电流的容量，所以采用内部电流分流器的通用型万用表通常限于十安培的最大值。此外，为了安全原因和防止对万用表的损坏，通常必须用内部熔丝保护万用表，以防止过高的电流水平流过万用表。去除烧断熔丝的困难、加上为取得替换的熔丝所需的时间和成本使得需要获得一种不需要内部熔丝的非接触式电流测量仪表。
[0004]钳式万用表通过采用整体的电流钳提供相对通用型万用表改善的测量电流的能力，该钳式万用表在无需切断载流导体或断开包括载流导体的电路的情况下感测载流导体中的电流。电流钳通常设置在与利用单独的测试探针以常规方式测量诸如电压和电阻的其它参数的万用表相同的壳体中。电流钳绕可包括铜丝和母线的载流导体闭合，以感测由电流产生的磁场。电流钳提供用于由万用表测量的电压信号，该万用表计算和显示测得的电流水平。由于不存在通过钳式万用表从载流导体分流的电流，所以很大程度上消除了可测量的最大电流的限制。同样地，在钳式万用表中消除了内部熔丝。
[0005]在钳式万用表使用过程中，为了获得精准的测量结果，需要使被测量导体通过钳式万用表钳口的几何中心，但其操作相对繁琐并且精准度很难把握，具有很多不确定因数，测量不确定度因数很多。
[0006]因此，亟待解决上述技术难题。
【实用新型内容】
[0007]实用新型目的:本实用新型的目的是提供一种可快速确定导线几何中心、提高测量精准度的带半导体激光器定位的钳式万用表。
[0008]技术方案:本实用新型公开了一种带半导体激光器定位的钳式万用表，包括可开合式的钳头、壳体和至少两个半导体激光器，所述半导体激光器置于壳体内部，且其发出的激光交点与钳口几何中心点重合;所述壳体包括用于切换测量种类和量程的功能量程选择、测量电路、数字式电压基本表和激光器控制开关电路，所述测量电路的用于为将被测的电参量转换为能被数字式电压基本表接受的微小直流电压信号。
[0009]其中，可开合式的钳头为互感器式钳头或霍尔式钳头，该可开合式的钳头包括活动钳口和固定钳口；所述壳体上设有用于控制钳口开合的钳口扳机。
[0010]再者，所述测量电路包括I/U转换器、AD/DC转换器、R/U转换器。
[0011]进一步，所述数字式电压基本表包括A/D转换器、IXD显示器和IXD驱动电路。
[0012]优选的，所述壳体上设有用于锁定测量值的数字保持键以及与壳体内的功能量程选择相对应的功能转换开关。
[0013]其中，所述壳体上还设有背光键和显示屏。
[0014]优选的，所述壳体上还设有用于输入电压值、电阻值或频率值的输入插孔。
[0015]进一步，所述壳体内置有电源，用于控制电源开启的电源开关设置于壳体上。
[0016]优选的，壳体上还设有与激光器控制开关电路相对应、用于控制半导体激光器开启的开关按钮。
[0017]有益效果:与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:首先该带半导体激光器定位的钳式万用表通过增设至少两个半导体激光器，并使半导体激光器所产生的激光交点与钳口几何中心点重合，方便快捷的确定钳口几何中心点，便于导体正确摆放从而快速测出所需要的数据;再者该带半导体激光器定位的钳式万用表具有多种功能选择，可测量不同类型下的电流值，方便使用;再者通过独立的激光器控制开关电路实现半导体激光器的开启和关闭，并在壳体上设置开关按钮，增强用户的使用体验。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的功能模块示意图；
[0019]图2为本实用新型的结构示意图；
[0020]图3为本实用新型中半导体激光器的实物示意图；
[0021 ]图4为本实用新型的激光器控制开关电路示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
[0023]如图1、图2所示，本实用新型公开了一种带半导体激光器定位的钳式万用表，包括可开合式的钳头1、壳体2和至少两个半导体激光器3。可开合式的钳头I为互感器式钳头或霍尔式钳头。其中互感器式钳头是利用电磁感应原理，即变化的磁场产生电场的原理;将两个线圈绕在同一个铁芯上，二次绕组感应出于一次绕组呈比例关系的电压或电流。因此互感器式钳头只可检测交流电流。而霍尔式钳头是将钳形磁芯做成张合结构，将以霍尔效应为其工作基础，可以检测磁场及其变化的霍尔磁传感器置于钳形冷乳硅钢片的空隙中，将钳形磁芯夹在被测电流流过的导线外，当有电流流过导线时.就会在钳形磁芯中产生磁场，其大小正比于流过导线电流的安匝数;这个磁场作用于霍尔元件，感应出相应的霍尔电势，即可测出其中流过的电流。霍尔式钳头既可检测交流电流，也可检测直流电流。
[0024]该可开合式的钳头I包括活动钳口8和固定钳口 9，而用于控制钳口开合的钳口扳机10设置在壳体2。
[0025]如图2、图3和图4所示，半导体激光器3置于壳体2内部，靠近钳口处，且半导体激光器3所发出的激光的相交点与钳口几何中心点重合。所述壳体2包括用于切换测量种类和量程的功能量程选择4、测量电路5、数字式电压基本表6和激光器控制开关电路7，所述测量电路5的作用为将被测的电参量转换为能被数字式电压基本表6接受的微小直流电压信号。
[0026]功能量程选择4用于切换测量种类和量程，以及与功能量程选择4相对应的功能转换开关12设置在壳体上，当开关置于不同的位置时，可接通不同的测量电路，即把被测信号按照被测量的不同连接到不同的测量电路中。
[0027]测量电路5包括多种功能转换器，其作用是将被测的各种电参量转换为能被数字式电压基本表6接受的微小直流电压信号。如电压高于仪表基本量程，须经衰减器对输人电压进行衰减后，再送入数字式电压基本表;如电压低仪表基本量程，可通过前置放大器对输入电压进行放大后，再送人数字式电压基本表，从而显示出被测量的数值。
[0028]功能转换器主要包括:1/U转换器、AD/DC转换器、R/U转换器。
[0029]I/U(电流/电压)转换器:把被测的电流信号转换为直流电压信号。
[0030]AC/DC(交流/直流)转换器:把被测的交流信号转换为直流信号。
[0031]R/U(电阻/电压)转换器:把被测的电阻值转换为直流电压信号。
[0032]另外，还包括f/U(频率/电压)转换器、T/U(温度/电压)转换器等。
[0033]所述数字式电压基本表6包括A/D转换器、IXD显示器和IXD驱动电路。
[0034]数字式电压基本表6是钳式万用表的核心，相当于指示类仪表的测量机构，主要由A/D转换器(将被测的电压模拟量转换为数字量的模数转换器)、LCD显示器和LCD驱动电路等构成。数字式电压基本表6用A/D转换器把被测的电压模拟量转换成数字量，并送入计数器中，再通过译码器变换成笔段码，最后驱动显示器显示出相应的数值。常见的数字式电压基本表的量程是200mV，采用IXD液晶显示器。
[0035]壳体上设有用于锁定测量值的数字保持键11，可锁定读数，方便在光线暗淡处或不易读数处测量。当钳式万用表离开被测导体时，打开指针自锁开关，指针测量指示值将被固定在指示值处，然后将钳式万用表移到方便观看处再读取数值。
[0036]所述壳体上还设有背光键13和显示屏14，用于显示所测得数据。
[0037]该壳体上还设有用于输入电压值、电阻值或频率值的输入插孔15。可根据不同的功能选择，接入不同的测量输入。
[0038]该钳式万用表的壳体内置有电源，用于控制电源开启的电源开关16设置于壳体上。其中，壳体上还设有与激光器控制开关电路7相对应、用于控制半导体激光器3开启的开关按钮17。
[0039]该带半导体激光器定位的钳式万用表的工作原理:采用集成电路模数转换器和数显技术。将被测量的数值直接以数字形式显示出来。其测量电流是根据电流比等于匝数反比或霍尔效应的原理，将被测电流转换成小电流或电压，然后进一步转换成数字量，经计数译码后显示m来。
[0040]各种测量功能的实现途径:
[0041](I)交流电流:打开激光器，将待测导线移至某一位置，使得该导线表面出现两个激光点，即表明此时导线通过钳口的几何中心线，满足了理想的测量条件，钳头取样电流—在分流电阻上产生压降—AC/DC转换(交流电压转换为直流电压)—A/D转换(模拟电压转换为数字电压，由表头电路实现)—IXD显示器。
[0042](2)直流电流:打开激光器，将待测导线移至某一位置，使得该导线表面出现两个激光点，即表明此时导线通过钳口的几何中心线，满足了理想的测量条件，钳头取样电流—在分流电阻上产生压降—A/D转换(模拟电压转换为数字电压，由表头电路实现)—LCD显示器。
[0043](3)直流电压:直流电压输入插孔—分压电路—A/D转换—IXD显示器。
[0044](4)交流电压:交流电压输入插孔—分压电路—AC/DC转换—A/D转换—LCD显示器。
[0045](5)电阻:电阻输入插孔—R/U转换—A/D转换—IXD显示器。
【主权项】
1.一种带半导体激光器定位的钳式万用表，其特征在于:包括可开合式的钳头(I)、壳体(2)和至少两个半导体激光器(3)，所述半导体激光器(3)置于壳体(2)内部，且其发出的激光交点与钳口几何中心点重合;所述壳体(2)包括用于切换测量种类和量程的功能量程选择(4)、测量电路(5)、数字式电压基本表(6)和激光器控制开关电路(7)，所述测量电路(5)的用于将被测的电参量转换为能被数字式电压基本表(6)接受的微小直流电压信号。2.根据权利要求1所述带半导体激光器定位的钳式万用表，其特征在于:所述可开合式的钳头(I)为互感器式钳头或霍尔式钳头，该可开合式的钳头(I)包括活动钳口(8)和固定钳口( 9);所述壳体(2)上设有用于控制钳口开合的钳口扳机(10)。3.根据权利要求1所述带半导体激光器定位的钳式万用表，其特征在于:所述测量电路(5)包括I/U转换器、AD/DC转换器、R/U转换器。4.根据权利要求1所述带半导体激光器定位的钳式万用表，其特征在于:所述数字式电压基本表(6)包括A/D转换器、IXD显示器和IXD驱动电路。5.根据权利要求1所述的带半导体激光器定位的钳式万用表，其特征在于:所述壳体(2)上设有用于锁定测量值的数字保持键(11)以及与壳体内的功能量程选择(4)相对应的功能转换开关(12)。6.根据权利要求1所述的带半导体激光器定位的钳式万用表，其特征在于:所述壳体(2)上还设有背光键(13)和显示屏(14)。7.根据权利要求1所述的带半导体激光器定位的钳式万用表，其特征在于:所述壳体(2)上还设有用于输入电压值、电阻值或频率值的输入插孔(15)。8.根据权利要求1所述的带半导体激光器定位的钳式万用表，其特征在于:所述壳体(2)内置有电源，用于控制电源开启的电源开关(16)设置于壳体(2)上。9.根据权利要求1所述的带半导体激光器定位的钳式万用表，其特征在于:所述壳体(2)上还设有与激光器控制开关电路(7)相对应、用于控制半导体激光器(3)开启的开关按钮(17)。
【文档编号】G01R15/12GK205484494SQ201620179575
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月9日
【发明人】阮晨辉
【申请人】浙江大学