一种数字万用表的保险丝熔断提示装置的制作方法

本实用新型属于电子测量技术领域，具体涉及一种数字万用表的保险丝熔断提示装置。

背景技术：

众所周知，目前的市场上的数字万用表的电流测量功能一般采用保险丝（亦称为熔断器）作为过流保护，当电流超过其规定参数值时，其自身熔断从而使电路断开，以防止因误操作或电流过大而造成测量电路损坏、控制设备中重要器件的烧毁等严重后果。当保险丝熔断时，电流档不能测量，需要更换保险丝后才能使用数字万用表的电流测量功能，但很多用户不知道这种情况，认为是万用表已损坏，不能继续使用，造成资源浪费。

现有数字万用表保险丝熔断时无法直接显示或提醒使用者，常常需要使用者或维修人员使用专业工具来检测并判断设备不能工作是否是由于保险丝熔断引起的，甚至误以为是被测设备有其它故障而停用或送修，造成不必要的浪费。

申请号为“201220244434.2”申请的实用新型专利“一种保险丝熔断报警装置”对以上问题进行解决，但该现有技术在数字万用表中运用时存在以下缺点：

① 由于数字万用表一般使用电池供电，其工作电源电压较小（通常为3V），同时考虑到比较器的工作动态范围R3、R4分压后的比较电平0.5V+ （约1.5V）。但是保险丝存在本身电阻和保险丝座的接触电阻，在实际应用中发现测量大电流有时会因为保险丝压降大，造成Vc超过比较电压，使仪器误判产生报警，影响仪器的测量使用；

②如果输入反向电流（电流方向与图示相反），Vc电压为负值，即使保险丝熔断比较器输出也是低电平，无法报警；

③ 其只是一个报警电路，需要增加数字万用表电路，才能在万用表中发挥作用，电路复杂，成本高。

综上所述，该现有技术只能对装置处于开机未接入被测回路状态的保险丝是否熔断进行判断，而对接入被测回路后使用过程中的保险丝熔断状态监测正确性很低，大大降低其实用性。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供，本实用新型提供一种数字万用表的保险丝熔断提示装置，利用可编程数字万用表专用IC同时通过监测电流测量回路和数字万用表输入端电压，通过其内部MCU来判断保险丝是否熔断并报警，解决上述技术的缺陷并简化电路。

本实用新型的技术方案如下：

一种数字万用表的保险丝熔断提示装置，包括电流测量电路和可编程数字万用表芯片；所述电流测量电路包括电流测试正端、电流测试负端和保险丝，所述保险丝一端经上拉电阻R1与电源和电流测试正端连接，另一端经取样电阻R0与信号地和电流测试负端连接；所述可编程数字万用表芯片包括MCU和与所述MCU连接的模拟开关阵列模块、A/D模块和LCD驱动模块；所述取样电阻R0与所述保险丝的连接处经输入电阻R3与所述模拟开关阵列模块连接向其输出电信号，所述保险丝与上拉电阻R1的连接处经输入电阻R2与所述模拟开关阵列模块连接向其输出电信号；所述模拟开关阵列模块输出端连接所述A/D模块向其输出模拟信号，所述A/D模块的输出端连接所述MCU向其输出数字信号；所述LCD驱动模块与一LCD显示屏连接，所述LCD驱动模块接收所述MCU发出的电信号并驱动所述LCD显示屏。

进一步的，还包括一蜂鸣器，其与所述MCU连接接收其发出的电信号。

进一步的，还包括一功能设置模块，其与所述MCU连接，且外接有功能开关；所述功能开关通过所述功能设置模块向所述MCU发送电信号。

本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型一种数字万用表的保险丝熔断提示装置，利用可编程数字万用表专用IC同时通过监测电流测量回路和数字万用表输入端电压，通过其内部MCU来判断保险丝是否熔断并报警，不仅在开机时可对数字万用表保险丝是否熔断进行监测，也可以对使用过程中保险丝熔断进行监测，达到对数字万用表内部保险丝进行全过程监测、报警提示，方便使用者；

2、本实用新型一种数字万用表的保险丝熔断提示装置，解决了测量大电流有时会因为保险丝压降大，造成Vc超过比较电压，使仪器误判产生报警；

3、本实用新型将保险丝报警通过处理集合在可编程数字万用表芯片中，由可编程数字万用表芯片完成，线路简单、可靠性高、成本低。

附图说明

图1为本实用新型原理图。

图中附图标记表示为：

11、电流测试正端；12、电流测试负端；13、保险丝；2、可编程数字万用表芯片；21、MCU；22、模拟开关阵列模块；23、A/D模块；24、LCD驱动模块；3、LCD显示屏；4、蜂鸣器；50、功能设置模块；51、功能开关。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本实用新型进行详细的说明。

参见图1，一种数字万用表的保险丝熔断提示装置，包括电流测量电路和可编程数字万用表芯片2；所述电流测量电路包括电流测试正端11、电流测试负端12和保险丝13，所述保险丝13一端经上拉电阻R1与电源和电流测试正端11连接，另一端经取样电阻R0与信号地和电流测试负端12连接；所述可编程数字万用表芯片2包括MCU21和与所述MCU21连接的模拟开关阵列模块22、A/D模块23和LCD驱动模块24；所述取样电阻R0与所述保险丝13的连接处经输入电阻R3与所述模拟开关阵列模块22连接向其输出电信号，所述保险丝13与上拉电阻R1的连接处经输入电阻R2与所述模拟开关阵列模块22连接向其输出电信号；所述模拟开关阵列模块22输出端连接所述A/D模块23向其输出模拟信号，所述A/D模块23的输出端连接所述MCU21向其输出数字信号；所述LCD驱动模块24与一LCD显示屏3连接，所述LCD驱动模块24接收所述MCU21发出的电信号并驱动所述LCD显示屏3。

进一步的，还包括一蜂鸣器4，其与所述MCU21连接接收其发出的电信号，蜂鸣器4作为报警装置。

进一步的，还包括一功能设置模块50，其与所述MCU21连接，且外接有功能开关51；所述功能开关51通过所述功能设置模块50向所述MCU21发送电信号；通过功能开关51输入信号至所述功能设置模块50，MCU21设置万用表处于测量电压、电阻或电流等功能；MCU21控制所述模拟开关阵列模块22根据功能将万用表的输入连接成测量功能所要求的电路。

本实用新型的工作原理如下：

各电阻阻值选择R1、R2、R3 >> R0+Rf (Rf 为保险丝13本身电阻)；测量电流时，电流Ii、由电流测试正端11输入，经保险丝13、取样电阻R0、电流测试负端12返回被测电路，电流Ii在取样电阻R0上形成的压降Vi反映电流Ii的大小，Vi经输入电阻R3由可编程数字万用表芯片2的模拟开关阵列模块22输入，由A/D模块23将其转换为数字信号后输入给MCU21，MCU21通过LCD驱动模块24驱动LCD显示屏3直接显示电流值。

当仪表输入端开路、或保险丝13熔断时取样电阻R0无电流流过，Vi=0，LCD显示屏3显示电流值为0；

所以，当Vi≠0时，表明取样电阻R0有电流，保险丝13是正常的，解决了测量大电流有时会因为保险丝13压降大，造成Vc超过比较电压，使仪器误判产生报警；

当 Vi=0时，启动保险丝监测程序；（为增加抗干扰，以及防止IC中A/D转换器的零点误差，实际线路设置Vi的绝对值小于量程的1%时启动保险丝监测程序）；从保险丝13与上拉电阻R1的连接处读取电压Vc的数值；将Vc数值输入可编程数字万用表芯片2，经A/D模块23转换后送入MCU21；电流测试端无外接被测的情况下，如果保险丝13熔断，则Vc=V+；若由于数字万用表在测试电流过程中保险丝13熔断，上拉电阻R1阻值比较大，测试电流测试端有连接被测回路情况下，Vc约等于被测回路的开路电压，此时通常情况下是Vo最大电压值的数倍以上，所以可以设置Vc绝对值数据│Vc│>0.5V+，就说明保险丝13熔断(实际上设置Vi的绝对值小于量程的1%时启动保险丝监测程序，在保险丝13没有熔断情况下，1%量程的电流在保险丝13上形成的电压也是非常小<<0.5V+，不会造成误判)。

如上所述，保险丝13熔断是由Vc绝对值数据判断的，就避免申请号为“201220244434.2”的实用新型专利在输入反向电流，Vc电压为负值，比较器输出低电平而无法报警的缺陷。

MCU21判断保险丝13为熔断后，利用LCD的七段笔画显示“FUSE”提示，蜂鸣器4发出声音报警，提示使用者将被熔断的保险丝13替换，以确保电流测量仪表或是控制电子电路的正常使用。

本实用新型对测量仪表的测量精度影响可忽略，具体说明如下：对测量和控制精度的影响，取样电阻R0上电压U0为测量所需的电压，增加的R1上拉电阻、R2限流缓冲电阻对U0的影响情况：

V+电源流经取样电阻R0的电流是IV+=Ｖ÷（R0 + R1）, 通常电流测量时为了不影响被测电路，测量电流的取样电阻R0均为小电阻，而R1上拉电阻取值较大，从而将流经上拉电阻R1、 取样电阻R04的电流对取样的影响控制在精度要求范围内。

比如在万用表中测量10A电流的取样电阻通常为0.01Ω，若加入本实用新型电路，若V+＝3V,R1＝2MΩ，IV+= 3÷（0.01+2000000）=1.5×10-6A=1.5μA，这个电流对于测量10A 范围的电流影响只有小于十万分之一，对于一般万用表来说，10A 测量精度均在1%以上，所以这个误差是可忽略；同理，若R2>>R0 时，R2对输入电流的分流造成的误差也是可以忽略的。

本实用新型可编程数字万用表芯片2优先为可编程自动量程数字万用表专用芯片SD7890系列、FS98O24系列。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。