一种单相数字电流表的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种单相数字电流表，主要包含：壳体，电源及电流采样板，控制及显示板三部分组成。电源及电流采样部分是由单相工频电源通过整流回路及电源及电流采样板的开关电源电路产生5V的工作电源，测试电流通过电流互感器CT叠加上2.5V直流电压，送单片机AD采样端口，通过真有效值算法，精准算出采样交流电流有效值。另外该设计成功引入了交流信号过零点检测电路，不但可以作为交流信号采样点基准，还可以对频率进行检测，大大提高采样精度及稳定性。本实用新型有益效果是：采用高精度，减小线性误差，结构简单、在工控领域得到广泛应用。
【专利说明】
一种单相数字电流表
技术领域
[0001]本实用新型属于电流表领域，尤其是涉及一种用于测量交流低压出线回路单相电流的电流表。
【背景技术】
[0002 ]传统上在电力系统、电子、机械、工矿企业自备变电站等低压系统中使用的电流表多数还是使用指针式单相电流表。指针式单相电流表缺点是读数不精确，反应不够灵敏，线性误差较大等缺陷。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本实用新型旨在提出一种单相数字电流表，以克服上述现有技术上的不足，而提供一种结构简单、体积小、重量轻、精度高，价格低廉的实用型单相数字电流表。
[0004]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0005]—种单相数字电流表，包括壳体、电源及电流采样板、控制及显示板;所述壳体包括前面框、主壳体、按键帽和安装固定卡件;所述电源及电流采样板输入工频交流电，通过整流、滤波、电源及电流采样板的开关电源电路生成5V工作直流电源，所述电源及电流采样板由CT电流互感器、2.5V直流基准电压高频滤波电路组成;所述控制及显示板由LM393比较器电路，4个轻触开关按键，四位LED数码管驱动电路，CPU单片机系统组成;所述CT电流互感器接收到外部电流信号后经过所述电源及电流采样板的电阻，生成交流电压信号，该信号再叠加上2.5V基准直流电压，经滤波电路后接到单片机AD口，同时与LM393比较器的2.5V电压比较，得到电流信号的过零点，通过外部中断处理，作为采样点的基准点，MCU经过真有效值算法得到电流有效值，并通过四位LED数码管驱动电路送数码管显示。
[0006]进一步的，所述开关电源电路采用T0P222YN。
[0007]进一步的，所述CPU单片机系统采用STM8S105C6T6。
[0008]进一步的，所述CT电流互感器采用TA502-5A/2.5mA。
[0009]进一步的，所述数码管采用4位红色5.6寸带小数点的LED数码管。
[0010]相对于现有技术，本实用新型所述的单相数字电流表具有以下优势:
[0011]本实用新型通过真有效值算法，精准算出采样交流电流有效值。另外该设计成功引入了交流信号过零点检测电路，不但可以作为交流信号采样点基准，还可以对频率进行检测，大大提高采样精度及稳定性。本实用新型具有采用高精度，减小线性误差，结构简单、在工控领域得到广泛应用。
【附图说明】
[0012]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0013]图1为本实用新型实施例所述的原理不意图；
[0014]图2为本实用新型实施例所述的信号处理图；
[0015]图3为本实用新型实施例所述的电流表主视图；
[0016]图4为本实用新型实施例所述的电流表结构示意图。
[0017]附图标记说明:
[0018]I前面框，2主壳体，3安装固定卡件，4按键帽
【具体实施方式】
[0019]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0020]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0021 ]参见图1和图2，一种数字式单相交流监控电流表，它包括壳体、电源及电流采样板，控制及显示板三部分组成。所述电源部分输入单相工频交流电经整流后得到310V直流电，由T0P222YN及电子变压器组成的电源及电流采样板的开关电源电路生成工作电源，电流采样回路部分由CT电流互感器、2.5V直流基准电压高频滤波电路组成;控制及显示板由LM393比较器电路，4个轻触开关按键，四位LED数码管驱动电路，CPU单片机系统组成;CT电流互感器接收到外部电流信号后经过电流采样电阻，生成交流电压信号，该信号再叠加上2.5V基准真流电压，经滤波电路后接到单片机AD口，同时与LM393比较器的2.5V电压比较，得到电流信号的过零点，通过外部中断处理，作为采样点的基准点。MCU经过真有效值算法得到电流有效值，并通过四位LED数码管驱动电路送数码管显示。
[0022]本实用新型工作原理是:采用真有效值采样办法解决交流电流信号采样问题。交流信号被逐个周波地采样，通过程序先找出信号基频，采样点与过零点章的时段长，然后算出各周波的真有效值，分析表明在周波内测量点数为128时测量误差可达到1x10-6，一般电流表精度达到1%即可满足要求，其测量精度比指针式电流表大大提高。并且本设计采用的开关电源电路结构简单，效率高，输出稳定性好。
[0023]本实用新型结构参见图3和图4。壳体包括:前面框1、主壳体2、安装固定卡件3和按键帽4。
[0024]根据上述工作原理绘制出两块印制板:电源及电流采样板和控制及显示板。控制及显示板由四个自攻螺钉固定到壳体的前面框上，电源及电流采样板通过连接器连接到控制及显示板，使之成为一体后，插入主壳体，壳体上的卡件及卡槽，可以使印制板及壳体有机地成为一体。安装使用时，由固定卡件将表固定在电气柜的安装孔上，安装非常方便可
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[0025]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种单相数字电流表，包括壳体、电源及电流采样板、控制及显示板;其特征在于:所述壳体包括前面框、主壳体、按键帽和安装固定卡件;所述电源及电流采样板输入工频交流电，通过整流、滤波、电源及电流采样板的开关电源电路生成5V工作直流电源，所述电源及电流采样板由CT电流互感器、2.5V直流基准电压高频滤波电路组成;所述控制及显示板由LM393比较器电路，4个轻触开关按键，四位LED数码管驱动电路，CPU单片机系统组成;所述CT电流互感器接收到外部电流信号后经过所述电源及电流采样板的电阻，生成交流电压信号，该信号再叠加上2.5V基准直流电压，经滤波电路后接到单片机AD口，同时与LM393比较器的2.5V电压比较，得到电流信号的过零点，通过外部中断处理，作为采样点的基准点，MCU经过真有效值算法得到电流有效值，并通过四位LED数码管驱动电路送数码管显示。2.根据权利要求1所述的单相数字电流表，其特征在于:所述开关电源电路采用T0P222YN。3.根据权利要求1所述的单相数字电流表，其特征在于:所述CPU单片机系统采用STM8S105C6T6。4.根据权利要求1所述的单相数字电流表，其特征在于:所述CT电流互感器采用TA502-5A/2.5mA。5.根据权利要求1所述的单相数字电流表，其特征在于:所述数码管采用4位红色5.6寸带小数点的LED数码管。
【文档编号】G01R19/25GK205484535SQ201521136186
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年12月30日
【发明人】刘忠新, 张秋, 杜颜颜
【申请人】天津诚电科技有限公司