非接触电压探测笔的制作方法

本发明涉及电气测量领域，尤其涉及一种非接触电压探测笔。

背景技术：

现有的非接触电压探测笔在进行交流电压检测时，通常是通过点亮不同颜色的LED来指示被测交流电压的强弱，对于非专业人员的用户来说，并不能及时且方便地判断出被测交流电压的强弱，容易导致安全事故的发生。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种非接触电压探测笔，旨在采用LCD显示屏来显示与感应电压的大小相对应的电压强度标识，以供用户能够及时方便地获知当前非接触电压探测笔检测电压的强弱，提高非接触电压探测笔使用的安全性。

为了达到上述目的，本发明提出一种非接触电压探测笔，所述非接触电压探测笔包括笔形外壳、电路板、微控制器、非接触电压感应头、LCD显示屏及电池，所述笔形外壳包括中空的笔身、设于所述笔身前端的笔头、以及设于所述笔身后端的笔帽，所述电路板和电池设于所述笔身内，所述电池为整个非接触电压探测笔供电，所述电路板上设有非接触电压感应电路模块，所述非接触电压感应头与所述非接触电压感应电路模块连接并伸入至所述笔头中，以通过所述笔头对所述非接触电压感应头进行保护，所述微控制器安装在所述电路板上，所述LCD显示屏安装在所述笔身上并与所述微控制器连接；

所述非接触电压感应头用于非接触感应需检测的电压，并通过所述非接触电压感应电路模块输出感应电压至所述微控制器；

所述微控制器用于测量所述感应电压的大小，并根据所述感应电压的大小发送相应的第一控制信号至所述LCD显示屏；

所述LCD显示屏用于根据所述第一控制信号显示与所述感应电压的大小相对应的电压强度标识，以供用户获知当前非接触电压探测笔检测电压的强弱。

优选地，所述电压强度标识为模拟条，所述LCD显示屏根据所述第一控制信号显示与所述感应电压的大小相对应数量的模拟条，所述模拟条沿所述 LCD显示屏的长度方向排列。

优选地，所述电压强度标识为电压数值。

优选地，所述LCD显示屏还用于在开机状态常显交流符号、在开机状态常显低电压位置符号、在电池欠压时显示电池欠压符号提示电池欠压、和/或在所述感应电压高于设定的警戒值时显示高压符号警示用户。

优选地，所述LCD显示屏的底部设有背光灯，所述背光灯与所述微控制器连接，所述微控制器还用于根据所述感应电压的大小发送相应的第二控制信号至所述背光灯，控制所述背光灯通过变化背光颜色来指示感应电压的强度，和/或控制所述背光灯通过将背光由一种颜色变化至另一种颜色来区别零线和火线。

优选地，还包括与所述微控制器连接的开关控制模块，所述开关控制模块包括设于所述笔身上的电源键和灵敏度键，所述电源键用于控制所述非接触电压探测笔的开启和关闭，所述灵敏度键用于切换所述非接触电压探测笔的灵敏度量程。

优选地，所述灵敏度量程包括48～1000V低灵敏度量程和12V～1000V高灵敏度量程。

优选地，所述LCD显示屏上可显示的模拟条的数量为八段，并沿LCD 显示屏的长度方向依次分为基准点模拟条、第一模拟条、第二模拟条、第三模拟条、第四模拟条、第五模拟条、第六模拟条、第七模拟条；基准点模拟条在开机状态为常亮；

当灵敏度量程切换为12V～1000V高灵敏度量程时：

15V≤感应电压<38V时，则所述LCD显示屏点亮第一模拟条；

38V≤感应电压<60V时，则所述LCD显示屏点亮第一模拟条、第二模拟条和第三模拟条；

60V≤感应电压<85V时，则所述LCD显示屏点亮第一模拟条、第二模拟条、第三模拟条、第四模拟条、第五模拟条；

感应电压≥85V时，则所述LCD显示屏点亮第一模拟条、第二模拟条、第三模拟条、第四模拟条、第五模拟条、第六模拟条和第七模拟条，并点亮一高压符号。

优选地，还包括与所述微控制器连接的照明灯，所述照明灯伸入至所述笔头中，所述灵敏度键还用于控制所述照明灯的开启和关闭。

优选地，还包括与所述微控制器连接的声光报警模块，所述声光报警模块包括蜂鸣器和信号灯，所述微控制器还用于根据所述感应电压的大小发送相应的第三控制信号至所述声光报警模块，控制所述蜂鸣器发出与所述感应电压相对应的频率声音、以及控制所述信号灯点亮与所述感应电压相对应的亮度。

优选地，所述微控制器的型号为CS77P33；

所述非接触电压感应电路模块包括第二电阻和第六电容，所述第二电阻连接在所述非接触电压感应头和所述微控制器的引脚A11之间，所述非接触电压感应头还与所述微控制器的引脚A10连接，所述第六电容的一端接地，并同时与所述微控制器的引脚AGND和引脚GND连接，所述第六电容的另一端与所述微控制器的引脚A12连接；

所述微控制器的引脚COM0、COM1、COM2、COM3、SEG2、SEG3、SEG4、SEG5、SEG6及SEG7共同组成LCD驱动输出端，所述LCD显示屏与所述LCD驱动输出端连接。

优选地，所述电池连接有防反接电路，所述防反接电路包括第十一电阻和第四三极管，所述第十一电阻的一端接地并与电池负极触点连接，所述第十一电阻的另一端与第四三极管的栅极连接，所述第四三极管的漏极与电池正极触点连接，所述第四三极管的源极用于输出供电电压；所述供电电压与所述微控制器的引脚VDD连接，所述第四三极管为P沟道MOS场效应管。

优选地，所述微控制器的引脚VLCD与一第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端接地；

所述微控制器的引脚VDD与一第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端接地，并同时与所述第二电容的另一端连接；

所述微控制器的引脚VDDA与一第四电容的一端连接，所述第四电容的另一端接地；

所述微控制器的引脚ACM与一第五电容的一端连接，所述第五电容的另一端接地，并同时与所述第四电容的另一端连接，所述微控制器的引脚ACM 还与所述微控制器的引脚A11连接；

所述微控制器的引脚RST与一第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与供电电压连接；所述微控制器的引脚RST还与一第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端接地；

所述微控制器的引脚PT10与一灵敏度键的一端连接，所述敏度键的另一端接地，并同时与第一电容的另一端连接；

所述微控制器的引脚PT11与一电源键的一端连接，所述电源键的另一端接地，并同时与第一电容的另一端连接；

所述微控制器的引脚PT14与一第三发光二极管的阴极连接，所述第三发光二极管的阳极通过一第八电阻与所述供电电压连接；

所述微控制器的引脚PT16与一第七电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端与一第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极与一第二发光二极管的阴极连接，所述第二发光二极管的阳极通过一第六电阻与所述供电电压连接；所述第二三极管为NPN型晶体三极管；

所述微控制器的引脚PT17与一第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与一第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与一第一发光二极管的阴极连接，所述第一发光二极管的阳极通过一第五电阻与所述供电电压连接；所述第一三极管的集电极还经过一蜂鸣器和一第三电阻后与所述供电电压连接；所述第一三极管为NPN型晶体三极管；

所述微控制器的引脚PT20与一第九电阻的一端连接，所述第九电阻的另一端与一第三三极管的基极连接，所述第三三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与一背光发光二极管的阴极连接，所述背光发光二极管的阳极通过一第十电阻与所述供电电压连接。

优选地，还包括笔夹，所述笔夹包括套接部、及与所述套接部连接的夹臂，所述笔夹通过所述套接部套接在所述笔身的后端，所述夹臂朝向所述笔身凸设有第一突起，所述笔身对应所述第一突起相应地设有第二突起，通过所述第一突起和第二突起的配合使所述非接触电压探测笔夹持在被夹持物体上。

本发明提出的一种非接触电压探测笔，通过采用LCD显示屏来显示与感应电压的大小相对应的电压强度标识，以供用户能够及时方便地获知当前非接触电压探测笔检测电压的强弱，从而提高非接触电压探测笔使用的安全性；并且通过笔头对非接触电压感应头进行保护，防止非接触电压感应头直接接触被侧物体，进一步提高非接触电压探测笔使用的安全性。

附图说明

图1是本发明较佳实施例非接触电压探测笔的结构示意图。

图2是图1所示非接触电压探测笔的分解示意图。

图3是图1所示非接触电压探测笔由另一视角所视的分解示意图。

图4是本发明较佳实施例非接触电压探测笔的电路原理框图。

图5是本发明较佳实施例非接触电压探测笔的电路原理图。

图6是图1所示非接触电压探测笔的LCD显示屏的显示内容的一实施例。

为了使本发明的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。

具体实施方式

参照图1至图5，本发明较佳实施例提出一种非接触电压探测笔，所述非接触电压探测笔包括笔形外壳40、电路板50、微控制器U1、非接触电压感应头NCV、LCD显示屏60及电池BAT。

所述笔形外壳40包括中空的笔身41、设于所述笔身41前端的笔头42、以及设于所述笔身41后端的笔帽43，所述笔身41、笔头42和笔帽43均采用绝缘材料制成，所述笔头42和笔身41之间可采用超声波焊接方式进行连接，笔帽43和笔身41之间可采用螺纹方式进行连接。

所述电路板50和电池BAT设于所述笔身41内，所述电池BAT为整个非接触电压探测笔供电，电路板50上设有电池正极触点51和电池负极触点52，笔帽43内设有弹性触点431，通过笔帽43盖紧电池BAT，并通过弹性触点 431将电池BAT的负极与电池负极触点42连通。

所述电路板50上设有非接触电压感应电路模块53，所述非接触电压感应头NCV与所述非接触电压感应电路模块53连接并伸入至所述笔头42中，以通过所述笔头42对所述非接触电压感应头NCV进行保护，所述微控制器U1 安装在所述电路板50上，所述LCD显示屏60安装在所述笔身41上并与所述微控制器U1连接；

所述非接触电压感应头NCV用于非接触感应需检测的电压，并通过所述非接触电压感应电路模块53输出感应电压至所述微控制器U1；

所述微控制器U1用于测量所述感应电压的大小，并根据所述感应电压的大小发送相应的第一控制信号至所述LCD显示屏60；

所述LCD显示屏60用于根据所述第一控制信号显示与所述感应电压的大小相对应的电压强度标识，以供用户获知当前非接触电压探测笔检测电压的强弱。

参照图6，在本实施例中，所述电压强度标识为模拟条，所述LCD显示屏60根据所述第一控制信号显示与所述感应电压的大小相对应数量的模拟条，所述模拟条沿所述LCD显示屏60的长度方向排列。

在其它实施例中，所述电压强度标识还可以是电压数值。

参照图6，所述LCD显示屏60还用于在开机状态常显交流符号61、在开机状态常显低电压位置符号62、在电池BAT欠压时显示电池BAT欠压符号63提示电池BAT欠压、和/或在所述感应电压高于设定的警戒值时显示高压符号64警示用户。

所述LCD显示屏60的底部设有背光灯BL，所述背光灯BL与所述微控制器U1连接，所述微控制器U1还用于根据所述感应电压的大小发送相应的第二控制信号至所述背光灯BL，控制所述背光灯BL通过变化背光颜色来指示感应电压的强度，和/或控制所述背光灯BL通过将背光由一种颜色变化至另一种颜色来区别零线和火线。例如，当探测到电压非常高时，背光灯BL显示由之前的绿色变为红色报警。

在本实施例中，非接触电压探测笔还包括与所述微控制器U1连接的开关控制模块54，所述开关控制模块54包括设于所述笔身41上的电源键 PWWKEY和灵敏度键SKEY，所述电源键PWWKEY用于控制所述非接触电压探测笔的开启和关闭，所述灵敏度键SKEY用于切换所述非接触电压探测笔的灵敏度量程。

在本实施例中，所述灵敏度量程包括48～1000V低灵敏度量程和 12V～1000V高灵敏度量程。在其它实施例中，低灵敏度量程和高灵敏度量程可以根据需要进行设置。

在本实施例中，所述LCD显示屏60上可显示的模拟条的数量为八段，并沿LCD显示屏60的长度方向依次分为基准点模拟条L0、第一模拟条L1、第二模拟条L2、第三模拟条L3、第四模拟条L4、第五模拟条L5、第六模拟条L6、第七模拟条L7；基准点模拟条L0在开机状态为常亮；

当灵敏度量程切换为12V～1000V高灵敏度量程时：

15V≤感应电压<38V时，则所述LCD显示屏60点亮第一模拟条L1；

38V≤感应电压<60V时，则所述LCD显示屏60点亮第一模拟条L1、第二模拟条L2和第三模拟条L3；

60V≤感应电压<85V时，则所述LCD显示屏60点亮第一模拟条L1、第二模拟条L2、第三模拟条L3、第四模拟条L4、第五模拟条L5；

感应电压≥85V时，则所述LCD显示屏60点亮第一模拟条L1、第二模拟条L2、第三模拟条L3、第四模拟条L4、第五模拟条L5、第六模拟条L6 和第七模拟条L7，并点亮高压符号64。

图6中的LCD显示屏的显示内容仅是一种实施例，其显示内容并不局限如此，例如，在其它实施例中，模拟条设置为四段或三段来区别电压强弱。模拟条包括四段时，第一段作为基准点模拟条常显，低电压时显示第一段和第二段，中电压时同时显示第一段、第二段和第三段，高电压时显示第一段、第二段、第三段和第四段。模拟条包括三段时，第一段作为基准点模拟条常显，低电压时显示第一段和第二段，高电压时显示第一段、第二段和第三段。另外，还可以是仅设置两段，低电压时显示第一段，高电压时显示第一段和第二段。

参照图4和图5，在本实施例中，非接触电压探测笔还包括与所述微控制器U1连接的照明灯LED2，所述照明灯LED2伸入至所述笔头42中，所述灵敏度键SKEY还用于控制所述照明灯LED2的开启和关闭。

在本实施例中，非接触电压探测笔还包括与所述微控制器U1连接的声光报警模块55，所述声光报警模块55包括蜂鸣器BZ和信号灯LED1，所述微控制器U1还用于根据所述感应电压的大小发送相应的第三控制信号至所述声光报警模块55，控制所述蜂鸣器BZ发出与所述感应电压相对应的频率声音，以及控制所述信号灯LED1点亮与所述感应电压相对应的亮度。

参照图5，在本实施例中，所述微控制器U1的型号优选为CS77P33，但不局限如此，微控制器U1还可以是其它能够实现相同功能的芯片。CS77P33 型号的微控制器U1具有32个引脚，各引脚的名称如图5所示。

所述非接触电压感应电路模块53包括第二电阻R2和第六电容C6，所述第二电阻R2连接在所述非接触电压感应头NCV和所述微控制器U1的引脚 A11之间，所述非接触电压感应头NCV还与所述微控制器U1的引脚A10连接，所述第六电容C6的一端接地，并同时与所述微控制器U1的引脚AGND 和引脚GND连接，所述第六电容C6的另一端与所述微控制器U1的引脚A12 连接；

所述微控制器U1的引脚COM0、COM1、COM2、COM3、SEG2、SEG3、 SEG4、SEG5、SEG6及SEG7共同组成LCD驱动输出端，所述LCD显示屏 60与所述LCD驱动输出端连接。

所述电池BAT连接有防反接电路56，所述防反接电路56包括第十一电阻R11和第四三极管Q4，所述第十一电阻R11的一端接地并与电池负极触点 52连接，所述第十一电阻R11的另一端与第四三极管Q4的栅极连接，所述第四三极管Q4的漏极与电池正极触点51连接，所述第四三极管Q4的源极用于输出供电电压VDD1；所述供电电压VDD1与所述微控制器U1的引脚 VDD连接，所述第四三极管Q4为P沟道MOS场效应管。

所述微控制器U1的引脚VLCD与一第二电容C2的一端连接，所述第二电容C2的另一端接地；

所述微控制器U1的引脚VDD与一第三电容C3的一端连接，所述第三电容C3的另一端接地，并同时与所述第二电容C2的另一端连接；

所述微控制器U1的引脚VDDA与一第四电容C4的一端连接，所述第四电容C4的另一端接地；

所述微控制器U1的引脚ACM与一第五电容C5的一端连接，所述第五电容C5的另一端接地，并同时与所述第四电容C4的另一端连接，所述微控制器U1的引脚ACM还与所述微控制器U1的引脚A11连接；

所述微控制器U1的引脚RST与一第一电阻R1的一端连接，所述第一电阻R1的另一端与供电电压VDD1连接；所述微控制器U1的引脚RST还与一第一电容C1的一端连接，所述第一电容C1的另一端接地；

所述微控制器U1的引脚PT10与一灵敏度键SKEY的一端连接，所述敏度键SKEY的另一端接地，并同时与第一电容C1的另一端连接；

所述微控制器U1的引脚PT11与一电源键PWWKEY的一端连接，所述电源键PWWKEY的另一端接地，并同时与第一电容C1的另一端连接；

所述微控制器U1的引脚PT14与一第三发光二极管LED3(即灵敏度键背景灯)的阴极连接，所述第三发光二极管LED3的阳极通过一第八电阻R8 与所述供电电压VDD1连接；

所述微控制器U1的引脚PT16与一第七电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端与一第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极与一第二发光二极管的阴极连接，所述第二发光二极管的阳极通过一第六电阻与所述供电电压VDD1连接；所述第二三极管为NPN 型晶体三极管；

所述微控制器U1的引脚PT17与一第四电阻R4的一端连接，所述第四电阻R4的另一端与一第一三极管Q1的基极连接，所述第一三极管Q1的发射极接地，所述第一三极管Q1的集电极与一第一发光二极管LED1(即信号灯) 的阴极连接，所述第一发光二极管LED1的阳极通过一第五电阻R5与所述供电电压VDD1连接；所述第一三极管Q1的集电极还经过一蜂鸣器BZ和一第三电阻R3后与所述供电电压VDD1连接；所述第一三极管Q1为NPN型晶体三极管；

所述微控制器U1的引脚PT20与一第九电阻R9的一端连接，所述第九电阻R9的另一端与一第三三极管Q3的基极连接，所述第三三极管Q3的发射极接地，所述第一三极管Q1的集电极与一背光发光二极管BL(即背光灯) 的阴极连接，所述背光发光二极管BL的阳极通过一第十电阻与所述供电电压 VDD1连接。

在本实施例中，非接触电压探测笔还包括笔夹44，所述笔夹44包括套接部441、及与所述套接部441连接的夹臂442，所述笔夹44通过所述套接部 441套接在所述笔身41的后端，所述夹臂442朝向所述笔身41凸设有第一突起443，所述笔身41对应所述第一突起443相应地设有第二突起411，通过所述第一突起443和第二突起411的配合使所述非接触电压探测笔夹持在被夹持物体上，夹持非常牢固，不易脱落。所述第二突起411的数量高两个，在两个第二突起411之间形成有槽口412，所述第一突起443对应所述槽口 412设置并伸入所述槽口412内。

本发明实施例的非接触电压探测笔，通过采用LCD显示屏60来显示与感应电压的大小相对应的电压强度标识，以供用户能够及时方便地获知当前非接触电压探测笔检测电压的强弱，从而提高非接触电压探测笔使用的安全性；并且通过笔头42对非接触电压感应头NCV进行保护，防止非接触电压感应头NCV直接接触被侧物体，进一步提高非接触电压探测笔使用的安全性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。