一种电能测量实验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种电能测量实验装置，属于教学仪器【技术领域】。其特点是：实验装置上设置有电源模块、采样模块、信号调理模块、单片机座和液晶屏显示模块；各个模块单元相互独立，能够根据实验设计需要进行灵活组合。该实验装置可以完成的基础实验有：液晶显示实验、A/D转换实验、D/A转换实验、交流采样实验、交流电频率测量实验、交流电流测量实验、交流电压测量实验、有功功率测量实验、功率因数测量实验等。本实用新型结构简单，成本低，功耗低，测量精度较高，可实现交流电参数的测量和显示，便于实验者学习，并具有很好的可扩展性。
【专利说明】一种电能测量实验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种实验装置，尤其涉及一种电能测量实验装置，用于电气测量技术实验教学领域。
【背景技术】
[0002]在电气测量技术的教学实践中，电气测量实验的引入，可以有效调动学生学习的积极性，有利于学生掌握所学理论知识，提升学生的应用能力及创新意识。然而，电气测量技术课程的实验大都使用教学仪器厂家的实验箱进行操作，实验者通过现有实验装置学到的电能测量方法与软硬件知识很少，在培养学生的创新能力、理论联系实际能力和动手能力等方面所起的作用不大，给电气测量技术教学带来了极大的不便。在电气测量技术实验教学中，针对电能测量这种设计性的实验教学装置还很少。由此可见，电能测量实验装置有待于进一步的开发和利用。
【发明内容】
[0003]本实用新型为了弥补电气测量技术实验中存在的不足，提供了一种电能测量实验
>J-U ρ?α装直。
[0004]本实用新型所采用的技术方案为:
[0005]一种电能测量实验装置，包括电源模块、采样模块、信号调理模块、单片机座和液晶屏显示模块，各个模块单元相互独立，能够根据实验设计需要进行灵活组合。所述电源模块是通过计算机USB 口供电，为系统其他模块提供相应电压；所述采样模块包括电压采样模块和电流采样模块，其作用是将所测交流电压和电流转换成小电压，以方便测量；所述采样信号调理电路作用是增强采样模块所得的电压信号的抗干扰能力；所述液晶屏显示模块用来显示电能参数。
[0006]所述电能测量实验装置各个模块是独立的，方便实验者掌握电能测量的各个环节。
[0007]所述采样信号调理电路包括电压跟随器和比较器，所述电压跟随器输出端通过一个电阻和一个电容与地相连。
[0008]由于采用了上述技术方案，本实用新型所取得的有益效果为:本实用新型结构简单，成本较低，功耗低，测量精度较高，可实现交流电参数的测量和显示，便于实验者学习，具有很好的可扩展性。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的结构示意图；
[0010]图2为电源模块原理图；
[0011]图3为采样模块原理图；
[0012]图4为信号调理模块原理图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0014]如图1所示，一种电能测量实验装置，包括电源模块、采样模块、信号调理模块、单片机座和液晶显示模块。各个模块单元相互独立，能够根据实验设计需要进行灵活组合。
[0015]如图2所示，所述电源模块可以在5V电压输入时提供高稳定的3.3V电压和1.25?5V可调电压，为单片机及其他芯片供电。
[0016]如图3所示，所述采样模块包括电压采样模块和电流采样模块。电压采样电路采用的是1000:1000的电流型电压互感器，在互感器一次侧串联一个电阻，在互感器二次侧并联一个电阻。电流采样电路采用的是1ΑΛ.5mA的电流互感器和一个电阻并联。
[0017]如图4所示，所述信号调理模块中，电压信号接电压跟随器，从而输出电压与输入电压同相，输入电阻变大，输出电阻降低，相当于一个理想阻抗变换器，起到了缓冲隔离的作用，驱动A/D转换器转换；为了稳定波形和去除噪声，电压跟随器输出端通过一个电阻和一个电容与地相连，这样就可以得到稳定的电压信号。
[0018]使用过程中，按照设计需要将采样模块与信号调理模块相连，信号调理模块与单片机相应的I/o 口相连，液晶显示模块与单片机相连，将测试交流电接入到采样模块，插好电源，打开开关，下载测试程序以检查实验板能否正常工作。若不能正常工作，找出问题并进行维修；若正常工作，则进行程序编写并下载到单片机中，观察液晶屏显示的内容。根据液晶屏显示电能参数，修改程序中的对应数据。
【权利要求】
1.一种电能测量实验装置，包括电源模块、采样模块、信号调理模块、单片机座和液晶屏显示模块，其特征是:各个模块单元相互独立，能够根据实验设计需要进行灵活组合；所述电源模块是通过计算机USB 口供电，为系统其他模块提供相应电压；所述采样模块包括电压采样模块和电流采样模块，其作用是将所测交流电压和电流转换成小电压，以方便测量；所述采样信号调理电路作用是增强采样模块所得的电压信号的抗干扰能力；所述液晶屏显示模块用来显示电能参数。
2.根据权利要求1所述的一种电能测量实验装置，其特征在于:所述电能测量实验装置各个模块是独立的，方便实验者掌握电能测量的各个环节。
3.根据权利要求1所述的一种电能测量实验装置，其特征在于:所述采样信号调理电路包括电压跟随器和比较器，所述电压跟随器输出端通过一个电阻和一个电容与地相连。
【文档编号】G01R22/10GK204102414SQ201420669346
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】张琪, 宋保业, 栾翔 申请人:山东科技大学