专利名称：一种电工表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力检测工具技术领域，尤其涉及一种电工表。
背景技术：
随着电力系统自动化程度的提高，各级供电部门和各个发电厂，现场都安装有众多的电量仪表，多年来这些部门校验工作量大，时间紧，任务重的状况一直未曾得到缓解。例如，绝大部分家庭都在使用着不同型号的单相电度表。检测单相电度表需要对电能、功率、电流、电压、频率、功率因数、相角这些指标进行检测，用现有的电工表检测存在如下问题:①由于需要检测多个技术指标，工作人员到现场要携带大量设备和器材，负担过重
现场使用的计表有的品种很少，由于检定工作需要，通常要花较贵的价钱购买设备，经济性能差，不利于普及应用；③现有校验装置比较笨重，有的重达三十几公斤每检测一个指标，需要更换设备，有不必要的重复工作，效率不高；⑤通常检验又需要停电进行，所以从时间上就受到限制供电上，要么外接一直流稳压电源，要么利用可充电电池(需配充电器)，其使用时间都小于2.5小时，需要单独配备电源；⑦部分校验仪表采用纯硬件电路设计，电路复杂，其外形尺寸不理想；⑧部分校验仪表采用硬件与软件相结合进行设计，但多采用DSP、双CPU、CPLD、FPGA芯片，一般需要专门开发工具及开发软件，调试开发不便，使用维护不便设置多种按键，维护使用不便。
实用新型内容本实用新型提供一种既能在不断电、不拆线的情况下测量各种电量，又能校验单相电度表的精度，且操作容易，携带方便的电工表。实现上述目的采取的技术方案是:一种电工表，包括盒体，所述盒体顶部侧面设置插孔，所述盒体一侧表面设置 具有按键和显示屏的面板，所述盒体设置电路板，所述电路板包括:电压采样电路、电流采样电路、选择开关电路、有效值转换器、时分割乘法器、模/数转换器、光电米样电路和单片机。所述单片机采用AT89S52型。所述单片机的ROM中写入的程序使用汇编语言编写。所述有效值转换器采用AD736型。所述模/数转换器采用AD652型。本实用新型的有益效果是:采用时分割乘法器，使整个系统设计简单，精度易于保证；采用AD736型有效值转换器，提高了测量的准确度高，灵敏性好，满量程为200mV RMS,测量速率快、频率特性好，电源范围宽且功耗低，最大的电源工作电流为200 μ A，测量正弦波电压的综合误差不超过±3%，对电压、电流的测量可扩展至任意波形；采用AD652型模/数转换器，IOOKHz输出频率下仅产生典型非线性度为0.002%，转换功能更加稳定、线性度高，工作温度范围宽；AT89S52型单片机包括8位CPU和在系统可编程闪存，使控制系统应用更加灵活、有效，可在不打开仪器的情况下，通过按键完成精度调整，并实现了一表多用并且提高了测量的准确度，缩小了体积，减轻了重量，减少了内部连接线，提高了可靠性，降低了生产成本，使性能价格比得到了明显提高；单片机的ROM中写入的程序使用汇编语言编写，程序效率高，可读性强，程序可靠性和实时性大大提高。本实用新型可以在不断电、不拆线的情况下测量电能、功率、电流、电压、频率、功率因数、相角，具有功能齐全、可靠性高、精度高、形小体轻、易于携带、使用方便、价格低廉的优点。
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明:
图1是本实用新型的系统硬件原理框图。图2是电压采样电路。图3是电流采样电路。图4是选择开关电路。图5是有效值转换器电路原理图。图6是时分割乘法器电路原理图。图7是模/数转换器电路原理图。图8是光电采样电路。图9是单片机系统原理图。
图10是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如
图10、
图1所示,一种电工表,包括盒体I,所述盒体I顶部侧面设置插孔2，所述盒体一侧表面设置具有显不屏4和按键5的面板3,所述盒体I设置电路板6,所述电路板6设置电压采样电路、电流采样电路、选择开关电路、有效值转换器、时分割乘法器、模/数转换器、光电采样电路和单片机。所述单片机采用AT89S52型。所述单片机的ROM中写入的程序使用汇编语言编写。所述有效值转换器采用AD736型。所述模/数转换器采用AD652型。电压采样电路、电流采样电路分别取得被测电压和电流信号，一方面经选择开关A以选取测量电压或电流，选择的信号送有效值转换器求得被测量的有效值；另一方面两信号都送至时分割乘法器求得被测电路的功率。该功率信号和经有效值转换电路的电压或电流信号均送到选择开关B来选择被测量。选择开关B选取的信号经模/数转换器送单片机系统由数码显不器显不。在电度表检测时，光电米样电路将被检测电度表的脉冲信号米样并至送单片机，同时本装置将测得的功率也送单片机，对两信号进行分析计算，求出被检表的误差并由数码显示器显示。按键5用于测量功能设置和参数输入。如图2所示，电压采样电路将被测电压经Rl、R2和RPl分压后得到的低电压信号经电压跟随器IClA —方面送到时分割乘法器的电压端U，以进行功率计算；另一方面经另一电压跟随器IC2送选择开关的XO端，供选择后进行进行有效值转换。RPl用于电压满度调整。如图3所示，电流采样电路将被测电流经运算放大器IC3 —方面送到时分割乘法器的电流端i，以进行功率计算；另一方面经电压跟随器IC4送选择开关的Xl端，供选择后进行进行有效值转换。D1、D2为保护二极管。[0024]如图4所示，选择开关A、B完成电压、电流和功率的选择，由多路模拟开关4053构成，其电路如图4-4所示。控制信号由单片机的Pl.6和Pl.7提供，经两个三极管控制4053的A、B端，采样的电压电流信号分别接4053的XO和Xl端。当A为低电平时，电压信号被选中，由XO传至X端送有效值转换电路；当A为高电平时则选中电流信号，经有效值转换电路得到的电压或电流有效值送4053的YO端，经时分割乘法器求得的功率信号送其Yl端。当B为低电平时选中电压或电流有效值，当B为高电平时选中功率信号，选中的信号送A/D转换电路进行转换。如图5所示，有效值转换器电路图中X为选择开关电路选中的电压或电流信号，经运算放大器IC6送AD736的瞬时值输入端进行转换，其有效值由6脚输出，经运算放大器I CS送转换开关的YO端供测量选择。如图6所示，时分割乘法器的调宽电路由积分器IC1B、施密特触发器IC11D、电子开关4053的Y、Z通道(Y、Z并起来使用)和标准正、负5伏电源(+5J和-5J)组成。当ICllD输出为O时，积分器经过R51的输入为+5V，对C7正向充电；充至使ICllD输出为I时，积分器经过R51的输入为-5V，对C7反向充电。如果u=0，调宽电路的输出是周期恒定占空比为50%的方波。当u古O时，根据有源两端网络定理可求得u的幅度和极性都能改变调宽电路的占空比。u > O时占空比大于50%，u < O时占空比小于50%。如图7所示，模/数转换器电路原理图，AD652的时钟信号由4MHz振荡器经IC20A十分频后提供。选择开关选取的被测量Y经电压跟随器IC15送AD652的输入端，转换后的频率信号FH由它的第11脚输出，送单片机进行运算并显示。另外为了计算和校验方便，FH又经五级十分频得到较低频率FL送单片机并经光电耦合器IC23输出。如图8所示，光电采样电路将被测电能表的输出脉冲或经光电头采样的脉冲信号FI送电压比较器LM393的输入端，经LM393整形得到EI信号，送单片机同本装置测得的功率累加进行比较分析，以求得被检测电能表的误差。如图9所示，单片机采用AT89S52，时钟选择6MHz振荡信号，功能选择和参数输入按查询方式工作，由串入并出移位寄存器74HC164和开关阵组成。开关S1-S16对应功能分别为:数值1、2、3、0、9、6、7、8、5、4、常数、圈数、自动、右移、左移和手控，这样做主要是为了在合理排列开关时方便布线。P2.0-P2.4均联接发光二极管以指示数码显示器显示的对象。P2.0-P2.4分别对应:cos Φ、功率、误差、电流和电压。本实用新型的有益效果是:采用时分割乘法器，使整个系统设计简单，精度易于保证；采用AD736型有效值转换器，提高了测量的准确度高，灵敏性好，满量程为200mV RMS,测量速率快、频率特性好，电源范围宽且功耗低，最大的电源工作电流为200μΑ，测量正弦波电压的综合误差不超过±3%，对电压、电流的测量可扩展至任意波形；采用AD652型模/数转换器，IOOKHz输出频率下仅产生典型非线性度为0.002%，转换功能更加稳定、线性度高，工作温度范围宽；AT89S52型单片机包括8位CPU和在系统可编程闪存，使控制系统应用更加灵活、有效，可在不打开仪器的情况下，通过按键完成精度调整，并实现了一表多用并且提高了测量的准确度，缩小了体积，减轻了重量，减少了内部连接线，提高了可靠性，降低了生产成本，使性能价格比得到了明显提高；单片机的ROM中写入的程序使用汇编语言编写，程序效率高，可读性强，程序可靠性和实时性大大提高。本实用新型可以在不断电、不拆线的情况下测量电能、功率、电流、电压、频率、功率因数、相角，具有功能齐全、可靠性高、精度高、形小体轻、易于携带、使用方便、价格低廉的优点。
权利要求1.种电工表，其特征在于:包括盒体，所述盒体顶部侧面设置插孔，所述盒体一侧表面设置具有按键和显示屏的面板，所述盒体设置电路板，所述电路板包括:电压采样电路、电流采样电路、选择开关电路、有效值转换器、时分割乘法器、模/数转换器、光电采样电路和单片机。
2.权利要求1所述的一种电工表，其特征在于:所述单片机采用AT89S52型。
3.权利要求1所述的一种电工表，其特征在于:所述有效值转换器采用AD736型。
4.权利要求1所述的一种电工表，其特征在于:所述模/数转换器采用AD652型。
专利摘要本实用新型公开了一种电工表，包括盒体，所述盒体顶部侧面设置插孔，所述盒体一侧表面设置具有按键和显示屏的面板，所述盒体设置电路板，所述电路板包括电压采样电路、电流采样电路、选择开关电路、有效值转换器、时分割乘法器、模/数转换器、光电采样电路和单片机。本实用新型可以在不断电、不拆线的情况下测量电能、功率、电流、电压、频率、功率因数、相角，具有功能齐全、可靠性高、精度高、形小体轻、易于携带、使用方便、价格低廉的优点。
文档编号G01R35/04GK202929195SQ20122055840
公开日2013年5月8日 申请日期2012年10月29日 优先权日2012年10月29日
发明者刘云朋, 王春霞, 杨光 申请人:焦作大学