專利名稱：三相多功能電能監(jiān)測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電能檢測儀，具體涉及一種三相多功能電能監(jiān)測儀。
背景技術：
由于電力產品在工作過程中諧波、電壓波動及電壓偏差等影響用電安全，人們也需要對電能質量進行監(jiān)控和分析，因此，多功能電能監(jiān)測儀在這種背景下產生了。多功能電能監(jiān)測儀是當今微電子技術與電工測量技術結合的產物，現(xiàn)有傳統(tǒng)的多功能電能監(jiān)測儀使用微處理器多通道快速采樣實時計算的方式，可以實現(xiàn)對電壓、電流、有功、無功、功率因數、頻率、電能、諧波等多項測量功能和一些實時控制功能，這些功能對于工業(yè)應用來說具有重要意義。多功能電能監(jiān)測儀適用于參比頻率為50Hz (或60Hz)的電路，能檢測電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、電能、諧波等參數，也可附帶開關量輸入和開關量輸出，通過開關量輸出實現(xiàn)某種保護或控制功能，并可作為監(jiān)控模塊與低壓電器配合使用， 使不帶智能控制的低壓電器具有智能控制和網絡控制功能。由于傳統(tǒng)的多功能電能監(jiān)測儀使用微處理器多通道快速采樣實時計算的方式，其需要使用分離元件如放大器等利用放大偏置電路實現(xiàn)對電流電壓的采樣，因此普遍存在精度和穩(wěn)定性不高的問題，而且微處理器不直接參與電流電壓信號的采樣及處理(需要外部元件采樣和處理)，因此增加了外部分離元件使用的數量，增加了電路干擾和降低了可靠性。

實用新型內容本實用新型的目的在于針對上述問題不足之處，提供一種檢測精度高、穩(wěn)定性好的三相多功能電能監(jiān)測儀，其采用差分原理采集電參數，可直接采用微處理器采樣好處理， 減少使用元件，提高檢測精度和穩(wěn)定性。為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案一種三相多功能電能監(jiān)測儀，其包括中央處理模塊、電源模塊、操作模塊、通訊模塊、存儲模塊、實時時鐘模塊及電能采集模塊；所述電源模塊、操作模塊、通訊模塊、存儲模塊及電能采集模塊與中央處理模塊電性連接；所述中央處理模塊內設有微處理器；所述實時時鐘模塊電性連接存儲模塊及中央處理模塊；所述操作模塊將操作信號發(fā)送至中央處理模塊；所述存儲模塊將中央處理模塊采集的數據存儲保存；所述通信模塊通過通信網絡與中央處理模塊和其它智能設備進行數據交換；所述電能采集模塊內設有差分電路，其采集三相交流電信息并差分輸出電壓信號和電流信號至中央處理模塊進行采樣與處理，實現(xiàn)對三相交流電參數的測量與監(jiān)控。上述差分電路包括用于輸出電壓信號的電壓采樣電路及用于輸出電流信號的電流采樣電路；所述電壓采樣電路的輸入端設有電阻分壓器；所述電流采樣電路的輸入端設有電流互感器。上述通訊模塊為RS485通訊模塊；上述RS485通訊模塊采用Modbus-RTU通訊協(xié)議通訊。
3[0008]進一步，本實用新型還包括顯示模塊，該顯示模塊與中央處理模塊電性連接，中央處理模塊把測量結果和設定數據通過顯示模塊的顯示屏進行顯示。進一步具體，所述顯示模塊為液晶顯示模塊，其采用微處理器內核模塊驅動液晶顯不。上述操作模塊為觸控按鍵操作模塊。本實用新型結構簡單，其采用差分電路對三相交流電處理并差分輸出電壓信號和電流信號至中央處理模塊的微處理器進行采樣與處理，提高了檢測精度和穩(wěn)定性。

圖1為本實用新型電路原理簡圖。以下通過附圖和具體實施方式
來對本實用新型作進一步描述具體實施方式
如圖1所示，本實用新型所述的三相多功能電能監(jiān)測儀，其包括中央處理模塊1、 電源模塊4、操作模塊2、通訊模塊5、存儲模塊6、實時時鐘模塊7及電能采集模塊8 ；所述電源模塊4、操作模塊2、通訊模塊5、存儲模塊6及電能采集模塊8與中央處理模塊1電性連接；所述中央處理模塊1內設有微處理器；所述實時時鐘模塊7電性連接存儲模塊6及中央處理模塊1 ；所述操作模塊2將操作信號發(fā)送至中央處理模塊1 ；所述存儲模塊6將中央處理模塊1采集的數據存儲保存；所述通信模塊5通過通信網絡與中央處理模塊1和其它智能設備進行數據交換；所述電能采集模塊8內設有差分電路，其采集三相交流電信息并差分輸出電壓信號和電流信號至中央處理模塊1進行采樣與處理，實現(xiàn)對三相交流電參數的測量與監(jiān)控，差分輸出的電壓信號和電流信號比擴大偏置處理后電壓信號和電流信號精度和穩(wěn)定性要高。具體為微處理器內置模塊對差分輸入電壓信號和電流信號進行采樣與處理，因而減少了分離電路，提高了系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性能，提高檢測精度和穩(wěn)定性，并且的降低了系統(tǒng)的成本、功耗和體積。而現(xiàn)有的電能監(jiān)測儀需要外部元件對通過放大偏置的電壓信號和電流信號進行采樣與處理，其檢測精度和穩(wěn)定性較差。上述差分電路包括用于輸出電壓信號的電壓采樣電路及用于輸出電流信號的電流采樣電路；所述電壓采樣電路的輸入端設有電阻分壓器；所述電流采樣電路的輸入端設有電流互感器。上述通訊模塊5為RS485通訊模塊；上述RS485通訊模塊采用Modbus-RTU通訊協(xié)議通訊。進一步，本實用新型還包括顯示模塊3，該顯示模塊與中央處理模塊1電性連接， 中央處理模塊1把測量結果和設定數據通過顯示模塊的顯示屏進行顯示。進一步具體，所述顯示模塊為液晶顯示模塊，其設有液晶顯示屏且其采用微處理器內核模塊驅動液晶顯示。上述操作模塊2為觸控按鍵操作模塊。以下通過具體應用原理來對本實用新型作進一步描述本實用新型所述的三相多功能電能監(jiān)測儀與有源485、通訊管理機及系統(tǒng)監(jiān)控機組成一個完整的多功能電能監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以設置多個三相多功能電能監(jiān)測儀對不同的監(jiān)控節(jié)點進行實時數據的檢測。本實用新型用于監(jiān)測電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數等參數，具有歷史日、月電度的統(tǒng)計功能和復費率功能，能實時地對監(jiān)控主機的呼叫通過通訊模塊做出應答，方便工作人員及時的了解各監(jiān)測點的實時及歷史運行情況。用戶通過觸控按鍵操作模塊的觸控按鍵來輸入請求信息(如用戶對系統(tǒng)的查詢和相關設置)至中央處理模塊進行請求處理。液晶顯示模塊設有液晶顯示屏，完成電能監(jiān)測儀相關內容的顯示。電能采集模塊內設有差分電路，其采集電源模塊的三相交流電信息并差分輸出電壓信號和電流信號至中央處理模塊進行采樣與處理，用以實現(xiàn)對電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數等電參數的測量。通信模塊通過通信網絡與中央處理模塊和其它智能設備如外部監(jiān)控主機等進行數據交換，用以完成監(jiān)控主機對本實用新型的實時數據查詢。中央處理模塊主要完成如下幾個工作(1)對差分輸入的電流、電壓信號的采樣和處理；(2)進行觸控按鍵的輸入檢測；( 驅動液晶顯示屏進行相關電參數的顯示；(4)采用SPI總線存儲或讀取存儲模塊歷史數據、通過I2C總線存儲或讀取存儲模塊歷史數據；( 通過I2C總線讀取或修改實時時鐘模塊信息；(6)通過通訊模塊響應監(jiān)控主機的呼叫進行數據交換。本實用新型實現(xiàn)提供高精度、高可靠性的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、電能、四象限有功和無功電度實時監(jiān)測，提供復費率功能和歷史日、月電度查詢功能。其具有以下優(yōu)點1)中央處理模塊采用超低功耗的微處理器對差分輸入的電流、電壓進行處理和采樣，從而實現(xiàn)對電流、電壓的高精度采樣，有功精度能達到0. 5級。2)采用超低功耗的內置液晶驅動器的微處理器作為多功能電能監(jiān)測儀的主控制器，減少需要另外設置的液晶驅動元件。3)通信模塊采用一路RS-485通訊接口及ModBus-RTU通訊協(xié)議，能夠實時應答監(jiān)控主機。4)多功能電能監(jiān)測儀的電能采集部分、液晶驅動部分由微處理器的內部模塊完成驅動控制，因此減少了分離電路，提高了系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性能，并且極大的降低了系統(tǒng)的成本、功耗和體積。
權利要求1.三相多功能電能監(jiān)測儀，其特征在于包括中央處理模塊、電源模塊、操作模塊、通訊模塊、存儲模塊、實時時鐘模塊及電能采集模塊；所述電源模塊、操作模塊、通訊模塊、存儲模塊及電能采集模塊與中央處理模塊電性連接所述中央處理模塊內設有微處理器；所述實時時鐘模塊電性連接存儲模塊及中央處理模塊；所述操作模塊將操作信號發(fā)送至中央處理模塊；所述存儲模塊將中央處理模塊采集的數據存儲保存；所述通信模塊通過通信網絡與中央處理模塊和其它智能設備進行數據交換；所述電能采集模塊內設有差分電路，其采集三相交流電信息并差分輸出電壓信號和電流信號至中央處理模塊進行采樣與處理，實現(xiàn)對三相交流電參數的測量與監(jiān)控。
2.根據權利要求1所述的三相多功能電能監(jiān)測儀，其特征在于所述差分電路包括用于輸出電壓信號的電壓采樣電路及用于輸出電流信號的電流采樣電路；所述電壓采樣電路的輸入端設有電阻分壓器；所述電流采樣電路的輸入端設有電流互感器。
3.根據權利要求1所述的三相多功能電能監(jiān)測儀，其特征在于所述通訊模塊為RS485 通訊模塊。
4.根據權利要求3所述的三相多功能電能監(jiān)測儀，其特征在于所述RS485通訊模塊采用Modbus-RTU通訊協(xié)議通訊。
5.根據權利要求1所述的三相多功能電能監(jiān)測儀，其特征在于還包括顯示模塊，其與中央處理模塊電性連接。
6.根據權利要求5所述的三相多功能電能監(jiān)測儀，其特征在于所述顯示模塊為液晶顯示模塊。
7.根據權利要求1所述的三相多功能電能監(jiān)測儀，其特征在于所述操作模塊為觸控按鍵操作模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種三相多功能電能監(jiān)測儀。其包括中央處理模塊、電源模塊、操作模塊、通訊模塊、存儲模塊、實時時鐘模塊及電能采集模塊；所述電源模塊、操作模塊、通訊模塊、存儲模塊及電能采集模塊與中央處理模塊電性連接；所述中央處理模塊內設有微處理器；所述電能采集模塊內設有差分電路，其采集三相交流電信息并差分輸出電壓信號和電流信號至中央處理模塊進行采樣與處理，實現(xiàn)對三相交流電參數的測量與監(jiān)控。本實用新型結構簡單，其采用差分電路對三相交流電處理并差分輸出電壓信號和電流信號至中央處理模塊的微處理器進行采樣與處理，提高了檢測精度和穩(wěn)定性。
文檔編號G01R22/06GK201945633SQ20102069392
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權日2010年12月31日
發(fā)明者黃沛明 申請人:珠海派諾電子有限公司