單相電壓數顯儀表的制作方法
2020-10-24 15:53:32
admin
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本實用新型涉及一種電力儀表，尤其涉及一種單相電壓數顯儀表。
背景技術：
隨著社會經濟的發展和科學技術的進步，電力行業取得快速的發展。國家為了更好地推行智能電網，實現電力工業自動化，對電力行業提出了更高的要求，涉及加強電力市場的監管、電力安全生產管理、提高電能質量等方面，而實現對電力電網的全面監控，必須投入大量的數顯儀表。目前市場上的單相電壓數顯儀表的電壓采樣一般經過采樣電路的降壓整流及adc采樣芯片的模數轉化后，再輸入到cpu進行計量，這樣的單相電壓數顯儀表采樣電路過于復雜且儀表的功耗高，而且不具有通信接口，無法將計量得到的電壓參數進行遠距離通信，也無法長期保存電壓數據。
技術實現要素：
有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種電壓采樣電路簡單、集成度高、可實現遠距離通信及數據長期存儲的單相電壓數顯儀表。
為了實現以上目的，本實用新型采用這樣一種單相電壓數顯儀表，包括mcu、電壓采樣電路、按鍵電路、電源電路、指示燈顯示電路、數碼管顯示電路、數據存儲電路、rs485通信電路，所述按鍵電路的輸出端和電壓采樣電路的輸出端分別連接mcu的輸入端，所述mcu的輸出端分別連接指示燈顯示電路的輸入端、數碼管顯示電路的輸入端、數據存儲電路的輸入端，mcu與rs485通信電路連接，所述電源電路分別為mcu、電壓采樣電路、按鍵電路、指示燈顯示電路、數碼管顯示電路、數據存儲電路、rs485通信電路提供工作電壓。三相多功能電力儀器
所述電壓采樣電路包括電阻r1～r8、電容c1～c3、瞬變電壓抑制二極管d1、運算放大器u1a，所述電阻r3、電阻r4、電阻r5、電阻r6依次串聯，所述電阻r1的一端和電阻r3的一端分別連接外部單相交流電，所述電阻r1的另一端分別連接電阻r2的一端和運算放大器u1a的同相輸入端，電阻r2的另一端分別連接電容c1的一端、瞬變電壓抑制二極管d1的一端及高電平，電容c1的另一端和瞬變電壓抑制二極管d1的另一端均接地，電容c2并聯在瞬變電壓抑制二極管d1的兩端，所述電阻r6的一端分別連接運算放大器u1a的反相輸入端和電阻r7的一端，所述運算放大器u1a的輸出端分別連接電阻r7的另一端和電阻r8的一端，電阻r8的另一端連接電容c3的一端，電容c3的另一端模擬接地，電容r8的另一端輸出電壓采樣信號到mcu的輸入端。
上述單相電壓數顯儀表的電壓采樣電路直接將單相交流電通過電阻降壓后，輸入到運算放大器u1a的輸入端進行運放，運放得到的電壓采樣信號輸入到mcu進行計量，mcu直接通過算法可以得到電壓的實時數據，省略了現有電壓采樣電路需要的整流部分和濾波部分及adc采樣芯片，大大減少了電壓采樣電路的元器件和成本，電容c1、電容c2及瞬變電壓抑制二極管d1構成電壓輸入側的過壓保護。本實用新型的單相電壓數顯儀表電路集成度高，且設有rs485通信電路和數據存儲電路，可以實現單相電壓數顯儀表與下位機的遠程通信，同時儀表自身可對電壓計量數據進行存儲。
本實用進一步設置為數據存儲電路包括存儲器芯片u5、電阻r9、電阻r10、電容c4、電容c5，所述存儲器芯片u5的a0引腳、a1引腳、a2引腳、gnd引腳均接地，所述存儲器芯片u5的sda引腳連接電阻r10的一端，存儲器芯片u5的scl引腳連接電阻r9的一端，所述電阻r9的另一端、電阻r10的另一端、存儲器芯片u5的vdd引腳均連接高電平，所述電容c4的一端連接高電平，電容c4的另一端接地，電容c5并聯在電容c4的兩端，所述存儲器芯片u5的sda引腳、scl引腳、wp引腳分別連接到mcu的輸出端。三相多功能電力儀器
本實用進一步設置為存儲器芯片u5的型號為24c04。
上述數據存儲電路電路主要基于型號為24c04的存儲器芯片，其外圍的元器件少，支持雙向兩線總線數據的傳輸，具有功耗低、數據存儲時間久的優點，能長期保留用戶的電壓數據。
本實用進一步設置為mcu采用的是hr8p506系列單片機。
上述型號為hr8p506的mcu自身集成度高，具有12位adc采樣精度，且設有46個i/o端口，有足夠的端口用于數碼管、指示燈、按鍵的輸出輸入，符合單相電壓數顯儀表的需求，支持雙向兩線總線通信。
具體實施方式
如圖1-4所示，本實用新型是一種單相電壓數顯儀表，包括mcu、電壓采樣電路、按鍵電路、電源電路、指示燈顯示電路、數碼管顯示電路、數據存儲電路、rs485通信電路，所述mcu采用的是hr8p506系列單片機，所述按鍵電路的輸出端和電壓采樣電路的輸出端分別連接mcu的輸入端，所述mcu的輸出端分別連接指示燈顯示電路的輸入端、數碼管顯示電路的輸入端、數據存儲電路的輸入端，mcu與rs485通信電路連接，所述電源電路分別為mcu、電壓采樣電路、按鍵電路、指示燈顯示電路、數碼管顯示電路、數據存儲電路、rs485通信電路提供工作電壓，
所述電壓采樣電路包括電阻r1～r8、電容c1～c3、瞬變電壓抑制二極管d1、運算放大器u1a，所述電阻r3、電阻r4、電阻r5、電阻r6依次串聯，所述電阻r1的一端和電阻r3的一端分別連接外部單相交流電，所述電阻r1的另一端分別連接電阻r2的一端和運算放大器u1a的同相輸入端，電阻r2的另一端分別連接電容c1的一端、瞬變電壓抑制二極管d1的一端及高電平，電容c1的另一端和瞬變電壓抑制二極管d1的另一端均接地，電容c2并聯在瞬變電壓抑制二極管d1的兩端，所述電阻r6的一端分別連接運算放大器u1a的反相輸入端和電阻r7的一端，所述運算放大器u1a的輸出端分別連接電阻r7的另一端和電阻r8的一端，電阻r8的另一端連接電容c3的一端，電容c3的另一端模擬接地，電容r8的另一端輸出電壓采樣信號到mcu的輸入端。三相多功能電力儀器
數據存儲電路包括存儲器芯片u5、電阻r9、電阻r10、電容c4、電容c5，存儲器芯片u5的型號為24c04，所述存儲器芯片u5的a0引腳、a1引腳、a2引腳、gnd引腳均接地，所述存儲器芯片u5的sda引腳連接電阻r10的一端，存儲器芯片u5的scl引腳連接電阻r9的一端，所述電阻r9的另一端、電阻r10的另一端、存儲器芯片u5的vdd引腳均連接高電平，所述電容c4的一端連接高電平，電容c4的另一端接地，電容c5并聯在電容c4的兩端，所述存儲器芯片u5的sda引腳、scl引腳、wp引腳分別連接到mcu的輸出端。