单相电压数显仪表的制作方法
2020-10-24 15:53:32
admin
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本实用新型涉及一种电力仪表，尤其涉及一种单相电压数显仪表。
背景技术：
随着社会经济的发展和科学技术的进步，电力行业取得快速的发展。国家为了更好地推行智能电网，实现电力工业自动化，对电力行业提出了更高的要求，涉及加强电力市场的监管、电力安全生产管理、提高电能质量等方面，而实现对电力电网的全面监控，必须投入大量的数显仪表。目前市场上的单相电压数显仪表的电压采样一般经过采样电路的降压整流及adc采样芯片的模数转化后，再输入到cpu进行计量，这样的单相电压数显仪表采样电路过于复杂且仪表的功耗高，而且不具有通信接口，无法将计量得到的电压参数进行远距离通信，也无法长期保存电压数据。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电压采样电路简单、集成度高、可实现远距离通信及数据长期存储的单相电压数显仪表。
为了实现以上目的，本实用新型采用这样一种单相电压数显仪表，包括mcu、电压采样电路、按键电路、电源电路、指示灯显示电路、数码管显示电路、数据存储电路、rs485通信电路，所述按键电路的输出端和电压采样电路的输出端分别连接mcu的输入端，所述mcu的输出端分别连接指示灯显示电路的输入端、数码管显示电路的输入端、数据存储电路的输入端，mcu与rs485通信电路连接，所述电源电路分别为mcu、电压采样电路、按键电路、指示灯显示电路、数码管显示电路、数据存储电路、rs485通信电路提供工作电压。三相多功能电力仪器
所述电压采样电路包括电阻r1～r8、电容c1～c3、瞬变电压抑制二极管d1、运算放大器u1a，所述电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6依次串联，所述电阻r1的一端和电阻r3的一端分别连接外部单相交流电，所述电阻r1的另一端分别连接电阻r2的一端和运算放大器u1a的同相输入端，电阻r2的另一端分别连接电容c1的一端、瞬变电压抑制二极管d1的一端及高电平，电容c1的另一端和瞬变电压抑制二极管d1的另一端均接地，电容c2并联在瞬变电压抑制二极管d1的两端，所述电阻r6的一端分别连接运算放大器u1a的反相输入端和电阻r7的一端，所述运算放大器u1a的输出端分别连接电阻r7的另一端和电阻r8的一端，电阻r8的另一端连接电容c3的一端，电容c3的另一端模拟接地，电容r8的另一端输出电压采样信号到mcu的输入端。
上述单相电压数显仪表的电压采样电路直接将单相交流电通过电阻降压后，输入到运算放大器u1a的输入端进行运放，运放得到的电压采样信号输入到mcu进行计量，mcu直接通过算法可以得到电压的实时数据，省略了现有电压采样电路需要的整流部分和滤波部分及adc采样芯片，大大减少了电压采样电路的元器件和成本，电容c1、电容c2及瞬变电压抑制二极管d1构成电压输入侧的过压保护。本实用新型的单相电压数显仪表电路集成度高，且设有rs485通信电路和数据存储电路，可以实现单相电压数显仪表与下位机的远程通信，同时仪表自身可对电压计量数据进行存储。
本实用进一步设置为数据存储电路包括存储器芯片u5、电阻r9、电阻r10、电容c4、电容c5，所述存储器芯片u5的a0引脚、a1引脚、a2引脚、gnd引脚均接地，所述存储器芯片u5的sda引脚连接电阻r10的一端，存储器芯片u5的scl引脚连接电阻r9的一端，所述电阻r9的另一端、电阻r10的另一端、存储器芯片u5的vdd引脚均连接高电平，所述电容c4的一端连接高电平，电容c4的另一端接地，电容c5并联在电容c4的两端，所述存储器芯片u5的sda引脚、scl引脚、wp引脚分别连接到mcu的输出端。三相多功能电力仪器
本实用进一步设置为存储器芯片u5的型号为24c04。
上述数据存储电路电路主要基于型号为24c04的存储器芯片，其外围的元器件少，支持双向两线总线数据的传输，具有功耗低、数据存储时间久的优点，能长期保留用户的电压数据。
本实用进一步设置为mcu采用的是hr8p506系列单片机。
上述型号为hr8p506的mcu自身集成度高，具有12位adc采样精度，且设有46个i/o端口，有足够的端口用于数码管、指示灯、按键的输出输入，符合单相电压数显仪表的需求，支持双向两线总线通信。
具体实施方式
如图1-4所示，本实用新型是一种单相电压数显仪表，包括mcu、电压采样电路、按键电路、电源电路、指示灯显示电路、数码管显示电路、数据存储电路、rs485通信电路，所述mcu采用的是hr8p506系列单片机，所述按键电路的输出端和电压采样电路的输出端分别连接mcu的输入端，所述mcu的输出端分别连接指示灯显示电路的输入端、数码管显示电路的输入端、数据存储电路的输入端，mcu与rs485通信电路连接，所述电源电路分别为mcu、电压采样电路、按键电路、指示灯显示电路、数码管显示电路、数据存储电路、rs485通信电路提供工作电压，
所述电压采样电路包括电阻r1～r8、电容c1～c3、瞬变电压抑制二极管d1、运算放大器u1a，所述电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6依次串联，所述电阻r1的一端和电阻r3的一端分别连接外部单相交流电，所述电阻r1的另一端分别连接电阻r2的一端和运算放大器u1a的同相输入端，电阻r2的另一端分别连接电容c1的一端、瞬变电压抑制二极管d1的一端及高电平，电容c1的另一端和瞬变电压抑制二极管d1的另一端均接地，电容c2并联在瞬变电压抑制二极管d1的两端，所述电阻r6的一端分别连接运算放大器u1a的反相输入端和电阻r7的一端，所述运算放大器u1a的输出端分别连接电阻r7的另一端和电阻r8的一端，电阻r8的另一端连接电容c3的一端，电容c3的另一端模拟接地，电容r8的另一端输出电压采样信号到mcu的输入端。三相多功能电力仪器
数据存储电路包括存储器芯片u5、电阻r9、电阻r10、电容c4、电容c5，存储器芯片u5的型号为24c04，所述存储器芯片u5的a0引脚、a1引脚、a2引脚、gnd引脚均接地，所述存储器芯片u5的sda引脚连接电阻r10的一端，存储器芯片u5的scl引脚连接电阻r9的一端，所述电阻r9的另一端、电阻r10的另一端、存储器芯片u5的vdd引脚均连接高电平，所述电容c4的一端连接高电平，电容c4的另一端接地，电容c5并联在电容c4的两端，所述存储器芯片u5的sda引脚、scl引脚、wp引脚分别连接到mcu的输出端。