一种高输入阻抗的数字高压表的制作方法

1.本实用新型涉及电路测量技术领域，具体涉及一种高输入阻抗的数字高压表。


背景技术：

2.高压表是用于电力系统及电气、电子设备制造部门测量工频交流高电压和直流高电压，通常由高压测量部分和低压显示仪表构成，工作时高压部分和低压仪表分开，工作安全可靠。高压表又称交直流阻容分压器、交流分压器、直流分压器、交直流高压测试装置、阻容式直流分压器、交直流阻容分压器、交直流数字分压器、千伏电压表、千伏表，frc型交直二用分压器、高压数字表、分压器、阻容分压器、静电电压表、高压分压器等。
3.随着当代电子技术的不断发展和普及，高压工作的安全性问题时刻存在，同时高压对仪器数值显示也存在一定的干扰，影响了数字高压表的精确度和稳定性。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种高输入阻抗的数字高压表，其通过设置衰减电路对高压信号进行衰减，实现高输入阻抗的特点。
5.本实用新型的目的采用如下技术方案实现：
6.本实用新型提供了一种高输入阻抗的数字高压表，其特征在于，包括电源电路、测量电路、控制电路、衰减电路和语音电路，所述电源电路分别给所述控制电路、测量电路和语音电路供电，所述衰减电路连接所述测量电路，所述测量电路和语音电路均与所述控制电路连接；
7.所述衰减电路用于接入外部输入的高压电信号，并将所述高压电信号以预设衰减倍数进行衰减，输出衰减后的弱电信号至测量电路；所述测量电路用于对所述弱电信号进行测量得到测量信号，并发送所述测量信号至控制电路，所述控制电路用于根据预设衰减倍数将所述测量信号还原为高压数据。
8.在本实用新型中，作为一种可选的实施例，所述衰减电路包括若干个第一电容、电阻r1、电阻r2，若干个所述第一电容之间依次连接形成电容串联支路，所述电容串联支路的一端连接电阻r2的一端，电容串联支路的另一端连接至电阻r1与测量电路之间，电阻r1的一端和电阻r2的另一端接入外部输入的高压电信号。
9.在本实用新型中，作为一种可选的实施例，所述第一电容包括电容c01、电容c02、电容c03、电容c04、电容c05、电容c06、电容c07、电容c08、电容c09、电容c010、电容c011和电容c012，所述电容c01、电容c02、电容 c03、电容c04、电容c05、电容c06、电容c07、电容c08、电容c09、电容 c010、电容c011和电容c012依次连接形成所述电容串联支路，所述电容c01 远离电容c02的一端连接所述电阻r2，所述电容c012远离所述电容c011的一端连接至所述电阻r1与测量电路之间。
10.在本实用新型中，作为一种可选的实施例，所述测量电路包括测量单片机芯片、测量接口电路、所述测量接口电路包括接口和分压电路，所述分压电路包括三极管q3、三极管
q4、电阻r27、电阻r18、电阻r58、开关k2a和开关k2b，所述接口的一端连接所述r1的另一端，所述三极管q3的基极与三极管q4的基极连接，所述三极管q3的集电极与所述三极管q4的集电极连接，所述三极管q3的发射极通过电阻r18连接至所述测量单片机芯片，所述三极管 q4的发射极接地，所述三极管q4的发射极还连接开关k2a的一端，开关k2a 的另一端连接所述接口，所述电阻r27的一端连接所述开关k2b的一端，所述开关k2b的另一端通过电阻r58连接至滑动电阻rv6的滑动端，所述电阻rv6 的固定端连接至所述接口，所述电阻r27的另一端连接测量单片机芯片，所述电阻r58的另一端连接电阻r1的另一端，所述测量单片机芯片连接所述控制电路。
11.在本实用新型中，作为一种可选的实施例，所述测量单片机芯片的型号为 dtm0660。
12.在本实用新型中，作为一种可选的实施例，所述测量电路还包括蜂鸣器电路，所述蜂鸣器电路包括蜂鸣器bz1、缓存器，所述缓存器的输入端连接所述测量单片机芯片，所述缓存器还连接所述蜂鸣器bz1。
13.在本实用新型中，作为一种可选的实施例，所述语音电路包括语音接口、第一音频放大芯片、第二音频放大芯片，所述所述语音接口连接控制电路，所述第一音频放大芯片和第二音频放大芯片均与所述语音接口连接，所述第一音频放大芯片的型号为lm386+，所述第二音频放大芯片的型号为lm386。
14.在本实用新型中，作为一种可选的实施例，所述电源电路包括电容c1、电容c2、电容c3、电容c6、电容c7、电容c11、电源芯片t1、电源芯片t2、开关k8b和稳压芯片，所述电容c1与电容c2连接形成串联支路，所述串联支路与外部电源连接，所述电容c3的一端和电源芯片t1的第一输入端均与所述串联支路的一端连接，所述电容c3的另一端和电源芯片t2的第二输入端均与串联支路的另一端连接，所述电源芯片t1的输出端通过开关k8b连接所述电源芯片t1的输入端，所述电源芯片t1的接地端通过电容c6连接电源芯片t2的接地端，所述电源芯片t2的第一输出端连接电容c11的一端，电源芯片t2的第二输出端和电容c11的另一端均接地，所述稳压芯片的输入端连接所述电源芯片t2的输入端，所述稳压芯片的输出端连接所述控制电路、测量电路和语音电路，所述稳压芯片的输出端还通过电容c7接地。
15.在本实用新型中，作为一种可选的实施例，所述稳压芯片的型号为hx7133，所述电源芯片t2的型号为b0505s-1w。
16.在本实用新型中，作为一种可选的实施例，所述控制电路包括控制芯片，所述控制芯片的型号为89c58-44。
17.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
18.本实用新型提供的高输入阻抗的数字高压表，其通过设置衰减电路，使得高压电信号先经过衰减电路进行衰减，然后再接入至电路测量信号对衰减后的信号进行大小的测量，能够实现高输入阻抗，并且线性度好，稳定度高，实施例还增加了语音电路，具备语音提示和播报功能，操作更加人性化。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例的一种高输入阻抗的数字高压表的模块结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例的电源电路的结构示意图；
21.图3为本实用新型实施例的测量电路的结构示意图；
22.图4为本实用新型实施例的控制电路的结构示意图；
23.图5为本实用新型实施例的衰减电路的结构示意图；
24.图6为本实用新型实施例的语音电路的结构示意图。
具体实施方式
25.下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。除特殊说明的之外，本实施例中所采用到的材料及设备均可从市场购得。实施例的实例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解对本技术的限制。
26.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。
27.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连通”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中介媒介间相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
28.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
29.本技术实施例提供一种高输入阻抗的数字高压表，其通过设置衰减电路，使得高压电信号先经过衰减电路进行衰减，然后再接入至电路测量信号对衰减后的信号进行大小的测量，能够实现高输入阻抗，并且线性度好，稳定度高，实施例还增加了语音电路，具备语音提示和播报功能，操作更加人性化。
30.请参照图1所示，本实施例提供的一种高输入阻抗的数字高压表，包括电源电路、测量电路、控制电路、衰减电路和语音电路，所述电源电路分别给所述控制电路、测量电路和语音电路供电，所述衰减电路连接所述测量电路，所述测量电路和语音电路均与所述控制电路连接。
31.上述中，具体的，衰减电路用于接入外部输入的高压电信号，并将所述高压电信号以预设衰减倍数进行衰减，输出衰减后的弱电信号至测量电路；所述测量电路用于对所述弱电信号进行测量得到测量信号，并发送所述测量信号至控制电路，所述控制电路用于根据预设衰减倍数将所述测量信号还原为高压数据。衰减电路用于对高压信号进行衰减，其衰减稳定并且温漂低，衰减后的信号经过测量电路中的分压模块接入进行测试，获得衰减
后信号的大小，并且由控制电路进行高压电信号的真实电压数据的还原。
32.具体参见图2至图6，实施例中的衰减电路包括若干个第一电容、电阻r1、电阻r2，若干个所述第一电容之间依次连接形成电容串联支路，所述电容串联支路的一端连接电阻r2的一端，电容串联支路的另一端连接至电阻r1与测量电路之间，电阻r1的一端和电阻r2的另一端接入外部输入的高压电信号。
33.上述第一电容可以包括12个电容，在图5的示意中，分别为电容c01、电容c02、电容c03、电容c04、电容c05、电容c06、电容c07、电容c08、电容c09、电容c010、电容c011和电容c012，电容c01、电容c02、电容c03、电容c04、电容c05、电容c06、电容c07、电容c08、电容c09、电容c010、电容c011和电容c012依次连接形成所述电容串联支路，所述电容c01远离电容c02的一端连接所述电阻r2，所述电容c012远离所述电容c011的一端连接至所述电阻r1与测量电路之间。实际上，电容c012远离所述电容c011的一端连接至所述电阻r1与后续测量电路的电阻r58之间。该衰减电路中，衰减后获得与高压电信号1000:1的弱电信号，该弱电信号在电路中经过cn10的接口进入测量电路得到测量数据。控制电路发送读取指令读取该测量数据，并将测量数据乘以衰减倍数还原出高压电信号的真实电压数据。
34.实施例中，测量电路包括测量单片机芯片、测量接口电路、所述测量接口电路包括接口和分压电路，所述分压电路包括三极管q3、三极管q4、电阻r27、电阻r18、电阻r58、开关k2a和开关k2b，所述接口的一端连接所述r1的另一端，所述三极管q3的基极与三极管q4的基极连接，所述三极管q3的集电极与所述三极管q4的集电极连接，所述三极管q3的发射极通过电阻r18连接至所述测量单片机芯片，所述三极管q4的发射极接地，所述三极管q4的发射极还连接开关k2a的一端，开关k2a的另一端连接所述接口，所述电阻r27 的一端连接所述开关k2b的一端，所述开关k2b的另一端通过电阻r58连接至滑动电阻rv6的滑动端，所述电阻rv6的固定端连接至所述接口，所述电阻 r27的另一端连接测量单片机芯片，所述电阻r58的另一端连接电阻r1的另一端，所述测量单片机芯片连接所述控制电路。
35.其中，测量单片机芯片的型号优选为dtm0660。测量单片机芯片通过cs 引脚和rdy引脚与控制电路进行连接。进一步的，测量电路还包括蜂鸣器电路，所述蜂鸣器电路包括蜂鸣器bz1、缓存器，所述缓存器的输入端连接所述测量单片机芯片，所述缓存器还连接所述蜂鸣器bz1。缓存器的型号可以选择为at24c02，也即是图3中的u8，其包括a0引脚、a1引脚、a2引脚、vcc引脚、 wp引脚、scl引脚、sda引脚和gnd引脚，其中，缓存器通过scl引脚、sda引脚连接至测量单片机芯片，蜂鸣器bz1的一端连接测量单片机芯片的bz引脚。该蜂鸣器电路也连接电源电路。通过该蜂鸣器电路可以进行相应的数据播报，例如通过测量电路所测量得到的测量数据，可以通过蜂鸣器电路进行语音播报，或者是当测量数据发生错误可以通过蜂鸣器电路进行报警。
36.进一步的，实施例中还包括有语音电路，该语音电路包括语音接口、第一音频放大芯片、第二音频放大芯片，所述所述语音接口连接控制电路，所述第一音频放大芯片和第二音频放大芯片均与所述语音接口连接，所述第一音频放大芯片的型号为lm386+，所述第二音频放大芯片的型号为lm386。如图6所示，语音接口为接口cn2，该接口cn2中的rx引脚和tx引脚连接控制电路，第一音频放大芯片的正输入端和负输入端均连接该接口cn2的第9接口，第二音频放大芯片的负输入端连接该接口cn2的第9接口，第二音频放大芯片的正输入端连接该接口cn2的第10接口.第一音频放大芯片和第二音频放大芯片都是具有 gain引
脚、-in引脚、+in引脚、gnd引脚、byp引脚、vcc引脚和vout引脚，第一音频放大芯片和第二音频放大芯片均连接电源电路进行供电。
37.参见图2，电源电路具体包括电容c1、电容c2、电容c3、电容c6、电容 c7、电容c11、电源芯片t1、电源芯片t2、开关k8b和稳压芯片，所述电容c1 与电容c2连接形成串联支路，所述串联支路与外部电源连接，所述电容c3的一端和电源芯片t1的第一输入端均与所述串联支路的一端连接，所述电容c3 的另一端和电源芯片t2的第二输入端均与串联支路的另一端连接，所述电源芯片t1的输出端通过开关k8b连接所述电源芯片t1的输入端，所述电源芯片t1 的接地端通过电容c6连接电源芯片t2的接地端，所述电源芯片t2的第一输出端连接电容c11的一端，电源芯片t2的第二输出端和电容c11的另一端均接地，所述稳压芯片的输入端连接所述电源芯片t2的输入端，所述稳压芯片的输出端连接所述控制电路、测量电路和语音电路，所述稳压芯片的输出端还通过电容 c7接地。
38.上述中，稳压芯片的型号为hx7133，所述电源芯片t2的型号为b0505s-1w。电容c1和电容c2连接组成的串联支路连接的外部电源是220v的市电，对市电进行转换为直流电源，经过电源芯片t1转换为5v的直流电，经过电源t2转换为3.3v的直流电。在电容c1和电容c2之间还接地，该接地端也连接至外部三相电路的地端。开关k8b可以控制该电源电路的开闭，以控制电源电路是否工作。
39.进一步的，实施例的控制电路包括控制芯片，也即是图4所示出的u6，该控制芯片的型号优选为89c58-44，但不是唯一的选择。以该89c58-44型号的控制芯片为例，控制电路可以包含多个引脚端口与其他电路单元之间进行通讯连接，例如，还可以包括指示灯led1和指示灯led2，该指示灯led1通过电阻r2 连接控制芯片，该指示灯led2通过电阻r1连接控制芯片。又例如，控制芯片设置一个引脚为蜂鸣器引脚，该蜂鸣器引脚通过电阻r56连接蜂鸣器bz2，实现报警或语音播报功能。该控制芯片还包括其他外围电路，例如包括电阻r3、电容c14、电容c15、电解电容x2。该电阻r3的一端连接至控制芯片的另外一个引脚，电阻r3的另一端连接电容c14的一端和电容c15的一端，电解电容x2 的一端连接电容c14，另一端连接电容c15，并且电解电容x2的两端分别连接控制芯片的xtal2和xtal1引脚。
40.本实施例中，选用的各种芯片内置性能优越，实用了特制玻璃釉高压电阻无感设计，低电压系数，增加语音提示和播报功能使得操作更便捷人性化，搭配内部数字处理器(dsp)可以做到1khz数字真有效值测量，远远超过现有高压仪50hz数字有效值测量，而不需外接任何组件。
41.虽然仅仅已经对本技术的某些部件和实施例进行了图示并且描述，但是在不实际脱离在权利要求书中的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以想到许多修改和改变，例如：各个元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、安装布置、材料使用、颜色、取向等的变化。
42.上述实施方式仅为本实用新型实施例的优选实施例方式，不能以此来限定本实用新型实施例保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型实施例的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型实施例所要求保护的范围。