專利名稱：一種三相交流電測量卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可以測量多路三相交流電電流和電壓值，同時提供數(shù)據(jù)接口可以和其他板卡或PC共享測量結(jié)果實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和歷史數(shù)據(jù)分析的裝置。
本實(shí)用新型的有益效果是，使用本測量卡可以同時測量三路電壓和三路電流，可以實(shí)時顯示并能透過兩種通訊方式把數(shù)據(jù)傳送到上為機(jī)進(jìn)行分析和保存。
附

圖1是本實(shí)用新型的電路原理框圖附圖2是本實(shí)用新型的詳細(xì)電路圖附圖3是本實(shí)用新型的程序流程圖圖1中1.電壓傳感器 2.電流傳感器 3.模擬開關(guān) 4.運(yùn)算放大器5.有效值計(jì)算芯片 6.單片機(jī) 7.串行通訊模塊 8.數(shù)碼管顯示模塊9.IIC通訊模塊 10.其他電路輸入接口模塊從模擬開關(guān)(3)中出來的信號經(jīng)過運(yùn)算放大器(4)進(jìn)行處理(該運(yùn)放實(shí)質(zhì)上是一個電壓跟隨器，用于減小信號損失)。從模擬開關(guān)(3)中經(jīng)過處理的正弦信號經(jīng)過濾波后進(jìn)入有效值計(jì)算芯片(5)進(jìn)行計(jì)算輸入正弦波的有效值。從5有效值計(jì)算芯片中輸出的有效值進(jìn)入單片機(jī)(6)的AD通道進(jìn)行模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，在單片機(jī)中再根據(jù)以上幾個環(huán)節(jié)的產(chǎn)生的比例計(jì)算出最終的被測的電壓電流值。在實(shí)際測量中系統(tǒng)在測量220V交流電的絕對誤差為±4V，相對誤差為±1.7％。
圖1中(7)為串行通訊模塊，通過MAX232把單片機(jī)發(fā)出的信號轉(zhuǎn)變成232電平信號，由單片機(jī)按一定頻率輸出測量結(jié)果，可以通過與PC機(jī)串口連接由PC機(jī)采集傳送的信號，或者和其他單片機(jī)進(jìn)行通訊，(8)為數(shù)碼管顯示模塊，可以通過數(shù)碼管實(shí)時顯示測量結(jié)果，(9)為IIC通訊模塊，通過IIC總線驅(qū)動器和總線隔離器連接到IIC總線上可以提供IIC數(shù)據(jù)通訊接口，由上位機(jī)采集測量數(shù)據(jù)。(10)其他電路輸入接口模塊，可以擴(kuò)展其采集處理功能。
說明書附圖2為系統(tǒng)詳細(xì)電路圖。
下面介紹系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)過程，說明書附圖3是整個測量系統(tǒng)的主程序和AD轉(zhuǎn)化程序的流程圖，函數(shù)分主函數(shù)和AD轉(zhuǎn)化函數(shù)以及串口通訊中斷函數(shù)和I2C通訊中斷函數(shù)，以及顯示函數(shù)等等，這里只給出主要的主函數(shù)和AD轉(zhuǎn)化函數(shù)。
如附圖3所示，主程序經(jīng)過初始化后開始判斷AD轉(zhuǎn)化是否完成的標(biāo)志，如果AD轉(zhuǎn)化沒有完成，主程序等待AD轉(zhuǎn)化結(jié)束。如果上次轉(zhuǎn)化完成則進(jìn)行AD轉(zhuǎn)化前的初始化，包括將轉(zhuǎn)化完成標(biāo)志清零，某些中斷的允許與禁止等，初始化之后調(diào)用AD轉(zhuǎn)化函數(shù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化結(jié)束后把轉(zhuǎn)化結(jié)果送到另外的緩沖區(qū)進(jìn)行保存，緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)用來各種通訊和顯示提取數(shù)據(jù)，這樣可以保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性，即每次的傳送的數(shù)據(jù)都是同一次轉(zhuǎn)化的結(jié)果，避免傳送的數(shù)據(jù)部分為這次轉(zhuǎn)化結(jié)果部分?jǐn)?shù)據(jù)為上次轉(zhuǎn)化的結(jié)果。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到緩沖區(qū)后把置位轉(zhuǎn)化結(jié)束標(biāo)志。
對于AD轉(zhuǎn)化函數(shù)要點(diǎn)依次開啟六路電壓電流通道，保證每次進(jìn)行有效值計(jì)算的為當(dāng)前一路信號的有效波形，以及進(jìn)入AD轉(zhuǎn)化通道的為當(dāng)前選通信號的正確結(jié)果。所以在AD轉(zhuǎn)化函數(shù)中先進(jìn)行模擬開關(guān)的選通，接著延時，這個延時即要保證測量卡工作的實(shí)時性，即延時時間盡量短，同時為了保證進(jìn)行處理的信號是剛選通的信號，這個要求延時時間要足夠長。根據(jù)這兩個原則，要查詢模擬開關(guān)以及有效值計(jì)算等集成電路的參數(shù)，最終確定一個最佳的延時，之后再進(jìn)行轉(zhuǎn)換，保存轉(zhuǎn)化結(jié)果，返回主函數(shù)。
權(quán)利要求1.一種可以測量多路交流電電壓和電流數(shù)值的測量卡，其特征在于電路板集成電壓和電流傳感器，傳感器與多路模擬開關(guān)連接，之后連接運(yùn)算放大器、有效值計(jì)算芯片最后連接到單片機(jī)。
2.如權(quán)利要求1中所述的三相交流電測量卡，其特征在于電路板同時采用RS232和I2C兩種通訊接口，并提供其他電路輸入接口。
3.如權(quán)利要求1中所述的三相交流電測量卡，其特征在于電路板上采用數(shù)碼管進(jìn)行實(shí)時測量結(jié)果顯示。
專利摘要一種測量多路三相交流電電流和電壓大小的電源信息測量卡，應(yīng)用于機(jī)房，機(jī)群系統(tǒng)或其他設(shè)備的用電監(jiān)控。電路板集成電壓和電流傳感器，傳感器與多路模擬開關(guān)連接，之后連接運(yùn)算放大器、有效值計(jì)算芯片最后連接到單片機(jī)；電路板同時采用RS232和I2C兩種通訊接口，并提供其他電路輸入接口；電路板上采用數(shù)碼管進(jìn)行實(shí)時測量結(jié)果顯示。本測量卡使用了多路切換技術(shù)，可以支持三路電壓和三路電流的同時測量，大大降低了硬件成本；并提供了兩種數(shù)據(jù)通訊接口，能夠同其他板卡或者PC機(jī)通訊共享測量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和歷史數(shù)據(jù)分析。
文檔編號G01R19/25GK2603399SQ0228943
公開日2004年2月11日 申請日期2002年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月2日
發(fā)明者沙超群, 孫東明, 周慧芳, 朱越 申請人:北京曙光天演信息技術(shù)有限公司