电压测量系统以及电压测量装置的制作方法

本发明涉及电压测量领域，具体而言，涉及一种电压测量系统以及电压测量装置。

背景技术：

在某些领域会用到上万伏的高压，生产高压发集器的企业和使用者或者修理人员需要知道发生器所产生高压的大小。现有技术中用于测试静电电压的仪器能测得的电压非常小，不满足上万伏电压的测量，对于上万伏的静电用现有技术中的仪器会导致仪器的损坏，以及导致测量人员的触电。

所以，设计一个新的系统来解决上万伏静电的测量问题是非常重要的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电压测量系统以及电压测量装置，来实现上万伏静电电压的测量。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

本发明实施例提供了一种电压测量系统，用于测量带电物体的电压，所述系统包括感应单元、衰减单元、控制单元、显示单元以及供电单元，所述感应单元、所述衰减单元、所述控制单元以及所述显示单元依次电性连接，所述供电单元与所述控制单元电性连接，所述感应单元用于接收带电物体的电压并将电压信号经过所述衰减单元衰减后发送给所述控制单元，所述控制单元依据接收到的电压信号转化为数字信号后发送给所述显示单元进行显示。

在本发明较佳的实施例中，所述感应单元为金属导体，所述金属导体与带电物体直接接触。

在本发明较佳的实施例中，所述衰减单元包括电阻，所述电阻用于将外部电压衰减到预设的电压范围内，所述电阻阻值大于1000MΩ且可调节。

在本发明较佳的实施例中，所述控制单元包括模数转换芯片、第一电阻、第二电阻以及第一电容，所述模数转换芯片的第一引脚与所述供电单元电性连接，所述模数转换芯片的第二引脚经由所述第一电阻所述第二电阻后接地，所述衰减单元连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间，所述模数转换芯片的第二引脚串联所述第一电容后接地，所述衰减单元将衰减后的低压信号经过所述第一电阻、所述第二电阻以及所述第一电容限流滤波后发送给所述控制单元。

在本发明较佳的实施例中，所述显示单元为3位数码管。

在本发明较佳的实施例中，所述供电单元包括稳压芯片、电源、第二电容以及第三电容，所述稳压芯片的第一引脚与所述电源的正极电性连接，所述稳压芯片的第一引脚还串联所述第二电容后接地，所述稳压芯片的第二引脚接地，所述稳压芯片的第三引脚与所述控制单元电性连接，所述稳压芯片的第三引脚还串联第三电容后接地，所述稳压芯片用于将所述电源的电压稳定到第一预定电压后给所述控制单元供电。

在本发明较佳的实施例中，所述供电单元还包括第一发光二极管，所述稳压芯片的第三引脚串联所述第一发光二级管后接地，所述供电单元工作时，所述第一发光二极管亮起。

在本发明较佳的实施例中，所述供电单元还包括第三电阻，所述稳压芯片的第三引脚串联所述第三电阻后与所述第一发光二极管电性连接。

在本发明较佳的实施例中，所述供电单元还包括电压转换芯片，所述电压转换芯片的第一引脚与所述稳压芯片电性连接，所述电压转换芯片的第二引脚与所述控制单元电性连接，所述电压转换芯片将所述第一预定电压转换到第二预定电压后给所述控制单元供电。

本发明实施例还提供了一种电压测量装置，包括所述的电压测量系统，所述系统包括感应单元、衰减单元、控制单元、显示单元以及供电单元，所述感应单元、所述衰减单元、所述控制单元以及所述显示单元依次电性连接，所述供电单元与所述控制单元电性连接，所述感应单元用于接收带电物体的电压并将电压信号经过所述衰减单元衰减后发送给所述控制单元，所述控制单元依据接收到的电压信号转化为数字信号后发送给所述显示单元进行显示。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明实施例提供的一种电压测量系统，该系统包括感应单元、衰减单元、控制单元、显示单元以及供电单元，感应单元、衰减单元、控制单元以及显示单元依次电性连接，供电单元分别与控制单元电性连接，感应单元用于接收带电物体的电压并将电压信号经过衰减单元衰减后发送给控制单元，控制单元依据接收到的电压信号转化为数字信号后发送给显示单元显示。将上万伏的静电电压衰减后在发送给控制器，这样既保护了该系统的安全，又可以测量上万伏的静电电压。

本发明实施例还提供了一种电压测量装置，包括上述电压测量系统，将上万伏的静电电压衰减后在发送给控制器，这样既保护了该系统的安全，又可以测量上万伏的静电电压。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例提供的一种电压测量系统原理示意图。

图2示出了本发明实施例提供的一种电压测量系统的部分电路图。

图3示出了本发明实施例提供的一种电压测量系统的显示单元的电路图。

图4示出了本发明实施例提供的一种电压测量系统的供电单元的电路图。

图标：100-电压测量系统；110-感应单元；120-衰减单元；130-控制单元；140-显示单元；150-供电单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例

请参阅图1，本发明实施例提供了一种电压测量系统100。电压测量系统100包括感应单元110、衰减单元120、控制单元130、显示单元140以及供电单元150。感应单元110、衰减单元120、控制单元130以及显示单元140依次电性连接，供电单元150与控制单元130电性连接。感应单元110用于接收带电物体的电压并将电压信号进过衰减单元120衰减后发送给控制单元130，控制单元130依据接收到的电压信号转化为数字信号后发送给显示单元140进行显示。

请参阅图2，感应单元110为金属导体，优选的在本实施例中选取的是金属球体，金属导体一端通过第一接口P1的1引脚与衰减单元120。

本实施例中，感应单元110需要远离水、油、溶剂和其他具有传导性的污染物，对于暴露在如此的污染物中的感应单元110将会引起感应单元110的电气绝缘故障，感应单元110应该处于一个湿度小于60％的环境下保存和实用，用以保证感应单元110的安全。

衰减单元120包括电阻，在本实施例中电阻的阻值大于1000MΩ，优选的电阻的阻值为5000MΩ。电阻用于将外部电压衰减到预设的电压范围内。

被测带电物体的电压大于一万伏，经过衰减单元120衰减后的电流为μA级，保护了电压测量系统100。有效的防止电压测量系统100内的控制单元130被损坏。

控制单元130包括模数转换芯片U1,、第一电阻R2、第二电阻R5、第四电阻R1、可调电阻VR1、第五电阻R3、第一电容C4、第四电容C2、第五电容C3、第六电容C6。模数转换芯片U1的第一引脚V+与供电单元150电性连接，供电单元150还通过第四电阻R1、可调电阻VR1后与模数转换芯片U1的REF+引脚电性连接，可调电阻VR1接地；模数转换芯片U1的第二引脚IN+经由第一电阻R2、第二电阻R5后接地，衰减单元120连接与第一电阻R2与第二电阻R5之间，模数转换芯片U1的第二引脚IN+串联第一电容C4后接地；模数转换芯片U1的AZ引脚依次串联第五电容C3、第六电容C6后与模数转换芯片U1的INT引脚电性连接，模数转换芯片U1的BUF引脚串联第五电阻R3后接入第五电容C3、第六电容C6之间；模数转换芯片U1的CR+、CR-引脚通过第四电容C2电性连接；模数转换芯片U1的GND、IN-以及COM引脚接地；模数转换芯片U1的D2、D3、D4引脚与显示单元140电性连接；模数转换芯片U1的SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG引脚UI与显示单元140电性连接。

模数转换芯片U1在本实施例中采用的是GC7137芯片，该芯片是一种高性能、低成本的三位半AD转换器电路芯片。

衰减单元120衰减后的电压信号，经过第一电阻R2、第二电阻R5以及第一电容C4限流滤波后发送给模数转换芯片U1，模数转换芯片U1将接收到的模拟信号转化为数字信号后发送给显示单元140进行显示。

请参阅图3，显示单元140为三位数码管，三位数码管的DIG1、DIG2、DIG3三个引脚与控制单元130电性连接，三位数码管的A、B、C、D、E、F、G七个引脚与控制单元130电性连接。

显示单元140用于接收控制单元130发送的位扫描驱动信号以及数码管驱动信号，并以及接收到的位扫描驱动信号以及数码管驱动信号将测得的电压在显示单元140上显示。

请参阅图4，在发明本实施例中，供电单元150包括稳压芯片U3、电源P2、第三电阻R4、第二电容C7、第三电容C9、第七电容C9、第八电容C9以及第一发光二极管LED2，稳压芯片U3的第一引脚Vin与电源的正极Vcc电性连接，稳压芯片U3的第一引脚Vin还串联第二电容C7后接地，稳压芯片U3的第二引脚GND接地，稳压芯片U3的第三引脚Vout与控制单元130电性连接，第三电容C9、第七电容C9并联接后与稳压芯片U3的第三引脚Vout电性连接，稳压芯片U3的第三引脚Vout依次串联第三电阻R4、第一发光二极管LED2后接地。

稳压芯片U3将电源的电压稳定到第一预定电压后给控制单元130供电，当供电单元150工作时，第一发光二极管LED2亮起。

供电单元150还包括电压转换芯片U2、第八电容C1、第九电容C5、第十电容C10，电压转换芯片U2的第一引脚V+与稳压芯片U3的第三引脚Vout电性连接，电压转换芯片U2的第一引脚V+串联一第八电容C1后接地；电压转换芯片的第二引脚Vout与控制单元130电性连接，电压转换芯片的第二引脚Vout还串联第九电容后接地；电压转换芯片的CAP+、CAP-两个引脚通过第十电容C10电性连接；电压转换芯片的GND引脚接地。

电压转换芯片U2将第一预定电压转换到第二预定电压后给控制单元130供电。控制单元130采用双电源供电的方式工作。

工作原理如下：

供电单元150将电压转化为第一预定电压和第二预定电压后给控制单元130供电，此时第一发光二极管LED2亮起；感应单元110将接收的带电物体的电压信号经过衰减单元120衰减后发送给控制单元130，控制单元130将接收到的电压信号限流滤波后转化为数字信号在显示单元140显示。

本发明实施例还提供一种电压测量装置，包括电压测量系统100。包括感应单元110、衰减单元120、控制单元130、显示单元140以及供电单元150。感应单元110、衰减单元120、控制单元130以及显示单元140依次电性连接，供电单元150与控制单元130电性连接。感应单元110用于接收带电物体的电压并将电压信号进过衰减单元120衰减后发送给控制单元130，控制单元130依据接收到的电压信号转化为数字信号后发送给显示单元140进行显示。

综上所述，本发明实施例提供一种电压测量系统。系统包括感应单元、衰减单元、控制单元、显示单元以及供电单元，感应单元、衰减单元、控制单元以及显示单元依次电性连接，供电单元与控制单元电性连接，感应单元用于接收带电物体的电压并将电压信号经过衰减单元衰减后发送给控制单元，控制单元依据接收到的电压信号转化为数字信号后发送给所述显示单元进行显示。将上万伏的静电电压衰减后在发送给控制器，这样既保护了该系统的安全，又可以测量上万伏的静电电压，减少了事故的发生，安全性高。本发明实施例还提供了一种电压测量装置，包括电压测量系统。将上万伏的静电电压衰减后在发送给控制单元，这样既保护了该系统的安全，又可以测量上万伏的静电电压，减少了事故的发生，安全性高。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。