专利名称：一种自动转换档位及量程的测量电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子测量技术，特别是涉及一种适用于各种测试仪器仪表,尤其 适用于手持式数字钳形表和数字万用表的测量技术。
背景技术：
目前的仪器仪表都设置很多功能转换按键或旋钮，操作时要将开关转换到一定 的功能档位,使用起来很不方便，而且操作者有时容易忘记切换档位开关时将仪器仪 表损坏。
錢隨崎
针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种 能自动转换档位及量程的，使用时无需转换任何开关旋钮即可实现电压电阻电流测 量的自动转换档位及量程的测量电路。
为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种自动转换档位及量程的测量 总电路，包括
一电压电阻输入电路；
一模拟开关及耐高压光隔离M0S开关电路，连接电压电阻输入电路；
一保护电路，分别连接电压电阻输入电路和模拟开关及耐高压光隔离M0S开关 电路；通过保护电路实现对输入电路、模拟开关及耐高压光隔离M0S开关电路的保 护；
一参考电阻，连接模拟开关及耐高压光隔离MOS开关电路；
一AD转换电路，用于实现模拟到数字的转换，连接参考电阻； 一单片机，分别连接模拟开关和耐高压光隔离M0S开关电路、AD转换电路；用 于识别被测信号，控制模拟开关和耐高压光隔离M0S开关转换测量档位及测量量程 后选择合适的参考电阻与输入电路搭配，使之适合测量电路测量，接收用户从键盘输 入的数据保持信号及从AD读出数据并在处理之后显示数据；
一显示器，连接单片机。
进一步地，所述参考电阻与AD转换电路之间连接有缓冲电路，用于提供前级降 压电路与ADC之间的阻抗匹配。
进一步地，所述单片机与缓冲电路之间连接有测频电路，比较器将模拟交流信 号转换成数字脉冲信号，以方便单片机处理，测得信号的频率用来作为判断交流与直 流信号的依据。
进一步地，所述单片机与缓冲电路之间连接有自动调零电路，通过虚拟地为电 压及电流测量提供偏置电压，自动调零电路实现电路的失调电压调零。 进一步地，所述单片机连接按键，用于输入数据保持信号。 进一步地，所述AD转换电路连接电流互感器。
利用本实用新型提供的自动转换档位及量程的测量电路，由于采用单片机识别 被测信号，控制模拟开关和耐高压光隔离M0S开关转换测量档位及测量量程后选择 合适的参考电阻与输入电路搭配,使之适合测量电路测量，所以本实用新型为使用者 带来便捷性，其测量电路能自动转换档位及量程的，使用时无需转换任何开关旋钮即 可实现交直流电压、电阻、交直流电流的测量。因为具有自动切换档位的功能，可以 保护仪器仪表不被损坏。
图1是本实用新型实施例自动转换档位及量程的测量电路的电路功能框图2是本实用新型实施例自动转换档位及量程的测量电路单片机的主程序流程图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不 用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本 实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型实施例所提供的一种自动转换档位及量程的测量总电 路，包括
一电压电阻输入电路，由两只RJ15-5MQ电阻串联组成；
一模拟开关(CD4052、 CD4053)及耐高压光隔离M0S开关电路，连接电压电阻 输入电路；
一保护电路，由二极管1N4148及三极管9013组成，用来箝位电压使加在芯片 上的电压在允许范围内；所述保护电路分别连接电压电阻输入电路和模拟开关及耐 高压光隔离M0S开关电路；通过保护电路实现对输入电路、模拟开关及耐高压光隔 离M0S开关电路的保护，
一参考电阻，由高精度，低温度系数的金属膜电阻组成，连接模拟开关及耐高压 光隔离MOS开关电路；
一缓冲电路，由运放LM358组成的跟随器构成，用于提供前级降压电路与ADC 之间的阻抗匹配，缓冲电路连接参考电阻；
一AD转换电路，由16位S-A型AD转换器组成，用于实现模拟到数字的转换， 连接缓冲电路；
一测频电路，由运放LM358组成的比较器构成，比较器将模拟交流信号转换成 数字脉冲信号，以方便单片机处理，测得信号的频率用来作为判断交流与直流信号的
依据；测频电路连接缓冲电路；
一自动调零电路，由模拟开关结合软件组成，自动调零电路实现电路的失调电 压调零，调零时模拟开关CD4053将输入端短路，然后从AD中转换得到的电压即为失 调电压Vos,正常工作时每次从AD中取得的数据减去Vos即可实现调零；自动调零 电路连接缓冲电路；
一单片机，分别连接模拟开关和耐高压光隔离M0S开关电路、测频电路、自动 调零电路、AD转换电路；用于识别被测信号，控制模拟开关和耐高压光隔离MOS开 关转换测量档位及测量量程后选择合适的参考电阻与输入电路搭配，使之适合测量 电路测量，接收用户从键盘输入的数据保持信号及从AD读出数据并在处理之后显示 数据；
一显示器，连接单片机；
一按键，为普通的触发式按键，连接单片机，用于输入数据保持信号；
一电流互感器，可以将1000A的电流量转换成100m V的电压量，连接AD转换电路。
实际测量时，信号从输入电路输入,先测输入信号的电压，如果测得电压绝对值 大于一个阀门电压Vf，则仪器仪表工作在测电压模式，交流电压由单片机控制自动整 流，如果测得的电压绝对值小于一个阀门电压Vf，则单片机自动控制模拟开关及耐高 压光隔离M0S管切换到电阻档进行测量，则仪器仪表工作在测电阻模式，若测得的电 阻为高阻且超过仪器仪表的电阻测量范围，则进行电压测量……如此周而复始，如果 在此循环中测得钳头互感器输出电压大于某一阀值电压Vf2，则优先测量并显示此电 压值,若此电压小于Vf2,则跳入电压电阻f^测量循环。
如图2所示，本实用新型实施例自动转换档位及量程的测量总电路单片机的主 程序流程
1) 系统初始化；
2) 测量电阻；
3) 是否大于20MQ 是则转至4),否则转至2);
4) 显示待机界面；
5) 检测电池电压；
6) 测量电流；
7) 是否低于阀值电压Vf2 是则转至8)，否则转至6);
8) 测电压；
9) 是否低于阀值电压Vf 是则转至IO)，否则转至8);
10) 显示待机界面，转至2)。
电压自动量程的原理是显示值除了最低量程和最高量程外,其余量程一般介于
19 1900之间,如果显示值要小于19则跳入低一档位，大于1900则跳进高一档位。
电阻档共分为20M、 2M、 200k、 20k、 2k、 200Q共6个档位，其中20M是最 髙一级档位，200Q为最低一级档位。
权利要求1、一种自动转换档位及量程的测量总电路，其特征是，包括一电压电阻输入电路；一模拟开关及耐高压光隔离MOS开关电路，连接电压电阻输入电路；一保护电路，分别连接电压电阻输入电路和模拟开关及耐高压光隔离MOS开关电路；一参考电阻，连接模拟开关及耐高压光隔离MOS开关电路；一AD转换电路，用于实现模拟到数字的转换，连接参考电阻；一单片机，分别连接模拟开关和耐高压光隔离MOS开关电路、AD转换电路；用于识别被测信号，控制模拟开关和耐高压光隔离MOS开关转换测量档位及测量量程后选择合适的参考电阻与输入电路搭配，使之适合测量电路测量；接收用户从键盘输入的数据保持信号及从AD读出数据并在处理之后显示数据；一显示器，连接单片机。
2、 根据权利要求l所述的自动转换档位及量程的测量总电路，其特征在于，所 述参考电阻与AD转换电路之间连接有缓冲电路，用于提供前级降压电路与ADC之间 的阻抗匹配。
3、 根据权利要求2所述的自动转换档位及量程的测量总电路，其特征在于，所 述单片机与缓冲电路之间连接有测频电路，比较器将模拟交流信号转换成数字脉冲 信号，以方便单片机处理，测得信号的频率用来作为判断交流与直流信号的依据。
4、 根据权利要求2所述的自动转换档位及量程的测量总电路，其特征在于，所述单片机与缓冲电路之间连接有自动调零电路，通过虚拟地为电压及电流测量提供 偏置电压，自动调零电路实现电路的失调电压调零。
5、 根据权利要求l所述的自动转换档位及量程的测量总电路，其特征在于，所 述单片机连接按键。
6、 根据权利要求l所述的自动转换档位及量程的测量总电路，其特征在于，所 述AD转换电路连接电流互感器。
专利摘要一种自动转换档位及量程的测量电路，涉及电子测量技术领域；所要解决的是测量电路能自动转换档位及量程的技术问题；该测量总电路包括电压电阻输入电路，模拟开关及耐高压光隔离MOS开关电路，分别连接电压电阻输入电路和模拟开关及耐高压光隔离MOS开关电路的保护电路，参考电阻，AD转换电路，用于识别被测信号、控制模拟开关和耐高压光隔离MOS开关转换测量档位及测量量程后选择合适的参考电阻与输入电路搭配，使之适合测量电路测量的单片机，该单片机分别连接模拟开关和耐高压光隔离MOS开关电路、AD转换电路；本实用新型具有能自动转换档位及量程，使用时无需转换任何开关旋钮即可实现电压电阻电流测量的特点。
文档编号G01R13/02GK201004072SQ20072006722
公开日2008年1月9日 申请日期2007年2月12日 优先权日2007年2月12日
发明者珏 叶, 张书亮, 王乐梅 申请人:上海四达电子仪表有限公司