專利名稱：寬負載電流測量控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電氣測量工具，特別是一種寬負載電流測量控制器。
背景技術(shù)：
在寬范圍負載的電機試驗系統(tǒng)中，由于負載電流的變化范圍很寬，電流的測量需 要變換不同的量程，在變換量程的過程中不能使電路回路斷電，否則會對系統(tǒng)造成沖擊，甚 至損壞系統(tǒng)，因此需要一種能實時采集系統(tǒng)負載電流，并根據(jù)負載電流的大小，即時改變電 流測量量程的測量工具。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對已有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種一種寬負載電流測量 控制器。該控制器可以簡化電機試驗系統(tǒng)的控制線路，增強控制系統(tǒng)的自動化程度并提高 電機試驗寬范圍負載負載系統(tǒng)的可靠性和安全性。本實用新型以單片機作為控制核心，根據(jù)RS232接口傳送的上位機命令，或者根 據(jù)監(jiān)測到的電流量程輸入按鈕，確定電流測量的量程，在整個負載電流的測量過程中，控制 器將根據(jù)實際電流值來變換電流量程檔，變換的規(guī)則是根據(jù)電流變化的速率，預(yù)測電流變 化情況，判斷電流的變化趨勢并及時將電流從原來的量程切換到需要的量程，同時可以通 過控制器的按鈕進行人工干預(yù)，由人工選擇合適量程，使控制器的使用更為符合實際需求。 整個控制器的使用是以低于24V的安全電壓來控制220V以上的供電系統(tǒng)，而且通過光電隔 離，操作人員更安全。為增加控制器的抗干擾能力，輸出接口全部采用繼電器進行隔離和放 大，控制器可以工作在惡劣的電氣環(huán)境。本實用新型包括電源1、輸入按鈕電路2、單片機3、輸出放大電路4、輸出隔離電路 5、上位機接口 6，單片機3由集成電路D1、電容Cl、C2、C3、電阻R1、晶振CRl電連接組成， 輸入按鈕電路2由按鈕SO S7、電阻R2電連接組成，上位機接口 6由集成電路Dl的管腳 10、11、20、29、30和外圍線路構(gòu)成，輸入按鈕電路2的輸出端、上位機接口 6的輸出端與單 片機3的集成電路Dl的輸入端電連接，集成電路Dl的輸出端與輸出放大電路4的輸入端 電連接，輸出放大電路4的輸出端與輸出隔離電路5的繼電器線圈電連接，電源1輸出直流 24V和5V電壓給各電路模塊供電。本實用新型的優(yōu)點是采用了單片機進行控制和通訊，以簡單的電路實現(xiàn)在不斷電 的情況下對寬范圍負載電流測量控制的要求，線路簡單，抗干擾效果好，成本低廉，操作安 全可靠，具有很強的實用價值。
圖1本實用新型的電氣線路原理框圖；圖2本實用新型的電氣線路原理圖。圖中1電源、2輸入按鈕電路、3單片機、4輸出放大電路、5輸出隔離電路、6上位 機接口、CRl 晶振、Cl、C2、C3、C4、C5、C6、C7、電容、Rl、R2、R3、R4、R5、RO 電阻、Dl 集成電路、Si、S2、S3、S4三極管、Dl、D2 二極管、Li、L2、LO發(fā)光二極管、Jl、J2繼電器、B變壓器 1、CHl磁環(huán)、ZLl整流橋、Vl穩(wěn)壓模塊。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖進一步說明本實用新型的實施例。參照圖1、圖2，本實用新型由電源1、輸入按鈕電路2、單片機3、輸出放大電路4、 輸出隔離電路5、上位機接口 6等六部分組成。各電路模塊之間的連接擊功能電源1的 輸入端接交流220V電壓，輸出直流24V和5V工作電源，給各電路模塊供電。輸入按鈕電 路2的各按鈕輸出端與單片機3的集成電路單片機8031 Dl的輸入端連接，由單片機3實 時檢測各按鈕輸入，有按鈕按下后，單片機3即根據(jù)按鈕來進入處理程序。單片機3為控制 器的核心，其功能是檢測按鈕的輸入或者接收來自上位機的命令，并根據(jù)輸入來控制輸出 隔離電路5。由于單片機3的輸出端口的驅(qū)動能力較小，為增加驅(qū)動能力和抗干擾能力，本 實用新型采用三極管對單片機輸出的開關(guān)信號進行放大，從而來驅(qū)動繼電器，而輸出放大 電路4的功能就是對單片機3的驅(qū)動信號放大，輸出放大電路4的輸入端接集成電路Dl的 輸出端，輸出放大電路4的輸出端與輸出隔離電路5的繼電器線圈電連接。輸出隔離電路 5的繼電器輸出端為控制器的輸出端，其主要功能是將本控制器與外部進行隔離，增強抗干 擾能力，同時進一步放大驅(qū)動能力，達到控制寬負載系統(tǒng)電流測量量程的目的。來自上位機 接口 6的信號傳輸給集成電路Dl的輸入端，其輸出接控制端子，其功能為完成本控制器和 上位機的通訊，接收來自上位機的命令。本控制器的輸入和輸出的接口數(shù)可以根據(jù)實際需 要而增減，以適應(yīng)實際需要，使用靈活。參見圖2，這是本實用新型的電氣線路原理圖，電源1由變壓器Bi、磁環(huán)CH1、整流 橋ZL1、穩(wěn)壓模塊VI、電容C4、C5、C6、C7、電阻R0、發(fā)光二極管LO電連接組成。其分別輸出 直流正24V和正5V。輸入按鈕電路2由按鈕SO S7、電阻R2電連接組成。當(dāng)按鈕按下時 單片機3的Pl輸入端口的電平被拉低，從而檢測到按鈕的動作，如果按鈕較多，可以擴展按 鈕的數(shù)量以增加輸入端口。單片機3由集成電路D1、電容Cl、C2、C3、電阻R1、晶振CRl電 連接組成。單片機3主要功能是接收和處理上位機命令、監(jiān)測按鈕的輸入，控制繼電器的輸 出，按照寬范圍負載量程的電流測量需求，在接收到上位機命令或監(jiān)測到按鈕輸入后，判 斷是否需要變換到新的量程，如果是新量程，則輸出到該新量程檔，并且保持舊量程檔的輸 出，經(jīng)過適當(dāng)?shù)难舆t后再斷開舊的量程檔，進行測量。輸出放大電路4由電阻R3、R4、R5、三 極管S1、S2、S3、S4、二極管D1、D2、發(fā)光二極管L1、L2電連接組成。輸出放大電路4的功能 是將單片機3輸出的信號經(jīng)過兩級放大以驅(qū)動輸出隔離電路5的繼電器。輸出隔離電路5 由繼電器J1、J2組成。。其輸入端由輸出放大電路4的三極管控制，其輸出觸頭接外部控制 電器。輸出部分可以根據(jù)外部電器的需要選擇不同驅(qū)動能力的隔離繼電器，達到驅(qū)動和隔 離的目的。輸出的路數(shù)也可以擴展到單片機3的PO和P2端口，最多可達16路。上位機接 口 6由集成電路Dl的管腳11、12等管腳和外圍線路構(gòu)成，其主要功能是完成上位機與本控 制器的通訊，接收來自上位機的命令，并由單片機3進行處理，同時將控制器的狀態(tài)發(fā)回到 上位機。
權(quán)利要求1.一種寬負載電流測量控制器，包括電源(1)、輸入按鈕電路(2)、單片機(3)、輸出放 大電路(4)、輸出隔離電路(5)、上位機接口(6)，其特征在于單片機(3)由集成電路D1、電 容(1丄2丄3、電阻1 1、晶振0 1電連接組成，輸入按鈕電路(2)由按鈕SO S7、電阻R2電 連接組成，上位機接口(6)由集成電路Dl的管腳(10、11、20、29、30)和外圍線路構(gòu)成，輸入 按鈕電路⑵的輸出端、上位機接口(6)的輸出端與單片機(3)的集成電路Dl的輸入端電 連接，集成電路Dl的輸出端與輸出放大電路⑷的輸入端電連接，輸出放大電路⑷的輸 出端與輸出隔離電路(5)的繼電器線圈電連接，電源⑴輸出直流24V和5V電壓給各電路 模塊供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬負載電流測量控制器，其特征在于輸出放大電路(4)由電 阻R3、R4、R5、三極管Si、S2、S3、S4、二極管Dl、D2、發(fā)光二極管Li、L2電連接組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬負載電流測量控制器，其特征在于輸出隔離電路(5)由繼 電器J1、J2組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬負載電流測量控制器，其特征在于電源由變壓器Bi、磁環(huán) CH1、整流橋ZL1、穩(wěn)壓模塊VI、電容C4、C5、C6、C7、電阻R0、發(fā)光二極管LO電連接組成。
專利摘要一種寬負載電流測量控制器，包括電源、輸入按鈕電路、單片機、輸出放大電路、輸出隔離電路、上位機接口組成，其特征在于單片機由集成電路、電容、電阻、晶振電連接組成，輸入按鈕電路由按鈕、電阻電連接組成，上位機接口由集成電路的輸入端和外圍線路構(gòu)成，輸入按鈕電路的輸出端、上位機接口的輸出端與單片機的集成電路的輸入端電連接，集成電路的輸出端與輸出放大電路的輸入端電連接，輸出放大電路的輸出端與輸出隔離電路的繼電器線圈電連接，電源輸出直流24V和5V電壓給各電路模塊供電。本實用新型的優(yōu)點是采用了單片機進行控制和通訊，能在不斷電的情況下對寬范圍負載電流測量，線路簡單，抗干擾，低成本，操作安全。
文檔編號G01R31/34GK201867442SQ201020249349
公開日2011年6月15日 申請日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者王傳軍, 金惟偉, 陳偉華 申請人:上海電機系統(tǒng)節(jié)能工程技術(shù)研究中心有限公司, 上海電科電機科技有限公司