電表快速查竊儀的制作方法
【專利摘要】一種電表快速查竊儀，包括主機(jī)殼體、鉗表和工作電路板，所述的主機(jī)殼體上設(shè)有液晶屏觀察窗，所述的鉗表由鉗頭殼體和鐵芯組成，所述的工作電路板安裝在主機(jī)殼體內(nèi)，其特征是：所述的工作電路板上包括有主控CPU、前端信號(hào)調(diào)理電路、鍵盤電路、語音電路、電源電路和LCD液晶接口電路。其優(yōu)點(diǎn)為，該查竊儀為適用于現(xiàn)場的微型手持式電測儀表，便于攜帶，接線容易，采集信號(hào)時(shí)不易受到干擾，測量數(shù)據(jù)精確，操作簡單，并且電路結(jié)構(gòu)簡單，電路內(nèi)部數(shù)據(jù)計(jì)算過程簡單，計(jì)算速度快，能夠快速判斷出電能表是否正常，有、無竊電行為，同時(shí)發(fā)出靚麗人聲語音提示，更人性化，使用起來更簡便。
【專利說明】電表快速查竊儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電表查竊儀，特別是一種電表快速查竊儀，適用于現(xiàn)場測量電能表電參數(shù)，從而判斷電能表是否正常，有、無竊電行為。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,現(xiàn)有的電能表現(xiàn)場查竊設(shè)備大都米用主機(jī)和鉗表分開的結(jié)構(gòu)，鉗表和主機(jī)必須通過很長的線連接，因而，這種結(jié)構(gòu)的查竊設(shè)備接線繁瑣，并且采集信號(hào)時(shí)容易受到干擾，操作復(fù)雜，測量數(shù)據(jù)不精確，使用起來很不方便。另外，雖然現(xiàn)在也有鉗表和主機(jī)集合為一體的電能表查竊儀，但其電路結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，電路內(nèi)部數(shù)據(jù)計(jì)算過程也非常繁雜，計(jì)算速度較慢；因此，維護(hù)起來比較麻煩，也不便于快速查竊電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:設(shè)計(jì)一種鉗表和主機(jī)集合為一體的電表快速查竊儀，該查竊儀為適用于現(xiàn)場的微型手持式電測儀表，便于攜帶，接線容易，采集信號(hào)時(shí)不易受到干擾，測量數(shù)據(jù)精確，操作簡單，并且電路結(jié)構(gòu)簡單，電路內(nèi)部數(shù)據(jù)計(jì)算過程簡單，計(jì)算速度快，能夠快速判斷出電能表是否正常，有、無竊電行為，使用起來更簡便。
[0004]本發(fā)明的目的可以通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
本電表快速查竊儀，包括主機(jī)殼體、鉗表和工作電路板，所述的主機(jī)殼體上設(shè)有液晶屏觀察窗，所述的鉗表由鉗頭殼體和鐵芯組成，所述的工作電路板安裝在主機(jī)殼體內(nèi)，其特征是:所述的工作電路板上包括有主控CPU、前端信號(hào)調(diào)理電路、鍵盤電路、語音電路、電源電路和IXD液晶接口電路，主控CPU內(nèi)有微控制器U5，外部時(shí)鐘電路、下拉電阻R17、CPU上電復(fù)位電路、CPU電源VCC退耦電容、有極性電容E5、AD接口模擬電源濾波電路和O歐電阻R21，其中，微控制器U5的型號(hào)為STM32F100CBT6，外部時(shí)鐘電路內(nèi)有8M晶振Yl以及電容C7和C8，CPU上電復(fù)位電路內(nèi)有電阻R18和電容C9，CPU電源VCC退耦電容內(nèi)有電容C10、Cl I和C12，AD接口模擬電源濾波電路內(nèi)有電感L2、電容C13和有極性電容E6 ;前端信號(hào)調(diào)理電路內(nèi)有四通道高精度運(yùn)算放大器中的電壓跟隨器U2A、U2C和U2D、交流電流采樣輸入端子P1、交流電壓輸入端子P2、電阻R1、R3?RlO和R12、電容Cl?C3以及鉗位二極管Dl和D3?D5，其四通道高精度運(yùn)算放大器的型號(hào)為SGM8554，鉗位二極管Dl和D3?D5的型號(hào)均為IN4148 ;鍵盤電路內(nèi)有控制按鍵KEYl和KEY2以及電阻Rll和R13 ;語音電路內(nèi)有音頻功放芯片U3、有極性電容E3和E4、電容C4和C5、電阻R14和R15以及喇叭SPl，其音頻功放芯片U3的型號(hào)為SGM4890YMS ;電源電路內(nèi)有電池BT1、開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器U1、有極性電容El和E2、二極管D2、電感L1、電阻R2以及撥碼開關(guān)SI，其開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器Ul的型號(hào)為LM2596S-3.3，二極管D2的型號(hào)為STPS2L25U，電感LI的型號(hào)為D03316P-104，撥碼開關(guān)SI的型號(hào)為SW DIP-6 ;IXD液晶接口電路內(nèi)有IXD驅(qū)動(dòng)器U4、電阻R16、電容C6和4位7段數(shù)碼IXD液晶屏DSl，其IXD驅(qū)動(dòng)器U4的型號(hào)為HT1621B，4位7段數(shù)碼IXD液晶屏DSl的型號(hào)為 GDC8310 ； 其連接關(guān)系為:在主控CPU內(nèi)，微控制器U5的第I引腳連接由電源電路產(chǎn)生的3.3V直流電壓VCC3.3，微控制器U5的第23、第35和第47弓丨腳相互短接后接數(shù)字地，外部時(shí)鐘電路晶振Yl的兩端分別連接到微控制器U5的第5和第6引腳，下拉電阻R17的一端接數(shù)字地，其另一端連接到微控制器U5的第44引腳，CPU上電復(fù)位電路內(nèi)電阻R18和電容C9的一端均連接到微控制器U5的第7引腳，電阻R18的另一端連接3.3V直流電壓VCC3.3，電容C9的另一端接數(shù)字地，CPU電源VCC退耦電容內(nèi)電容CIO、Cll和C12的一端分別連接到微控制器U5的第24、第36和第48引腳，其另一端均接數(shù)字地，有極性電容E5的正極連接3.3V直流電壓VCC3.3，并同時(shí)與微控制器U5的第24、第36和第48引腳相連接，有極性電容E5的負(fù)極接數(shù)字地，AD接口模擬電源濾波電路內(nèi)電感L2的一端連接3.3V直流電壓VCC3.3，電感L2的另一端連接到微控制器U5的第9引腳，并引出模擬電源電壓信號(hào)AVCC，電容C13的一端連接有極性電容E6的正極，并同時(shí)連接電感L2的另一端，電容C13的另一端和有極性電容E6的負(fù)極均連接到微控制器U5的第8引腳，O歐電阻R21為數(shù)字地和模擬地單點(diǎn)連接電阻，其一端連接到微控制器U5的第8引腳，其另一端接數(shù)字地；在前端信號(hào)調(diào)理電路內(nèi)，四通道高精度運(yùn)算放大器中的電壓跟隨器U2A、U2C和U2D的正電源連接端均連接由主控CPU內(nèi)引出的模擬電源電壓信號(hào)AVCC，其中，電壓跟隨器U2A的正電源連接端與模擬地之間還連接有電容C2，電壓跟隨器U2A、U2C和U2D的負(fù)電源連接端均接模擬地，電壓跟隨器U2D以及電阻R6和R9構(gòu)成1.65V電壓基準(zhǔn)產(chǎn)生電路，電阻R6的一端與電阻R9的一端相連接后，再連接到電壓跟隨器U2D的反相輸入端，電阻R6的另一端連接模擬電源電壓信號(hào)AVCC,電阻R9的另一端接模擬地，電壓跟隨器U2D的輸出端與其同相輸入端相連接，并引出1.65V電壓基準(zhǔn)信號(hào)REF，交流電流采樣輸入端子Pl連接繞在鉗表鐵芯上漆包線輸出線的兩端，交流電流采樣輸入端子Pl的第I引腳連接電阻R3的一端，交流電流采樣輸入端子Pl的第2引腳連接電阻R3的另一端以及電阻R4的一端，電阻R4的另一端連接1.65V電壓基準(zhǔn)信號(hào)REF，鉗位二極管Dl的正極與鉗位二極管D3的負(fù)極以及電阻R3的一端相連接后，再連接到電壓跟隨器U2A的同相輸入端，鉗位二極管Dl的負(fù)極連接模擬電源電壓信號(hào)AVCC，鉗位二極管D3的正極接模擬地，電壓跟隨器U2A的輸出端與其反相輸入端相連接，并同時(shí)連接電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端連接電容Cl的一端，電容Cl的另一端接模擬地，交流電壓輸入端子P2連接交流O?400V電源，交流電壓輸入端子P2的第I和第2引腳分別連接電阻R5和電阻RlO的一端，電阻R5和電阻RlO的另一端分別連接電阻R8的兩端，電阻R12的一端連接電阻RlO的一端，電阻R12的另一端連接1.65V電壓基準(zhǔn)信號(hào)REF，鉗位二極管D4的正極與鉗位二極管D5的負(fù)極以及電阻RlO的另一端相連接后，再連接到電壓跟隨器U2C的同相輸入端，鉗位二極管D4的負(fù)極連接模擬電源電壓信號(hào)AVCC，鉗位二極管D5的正極接模擬地，電壓跟隨器U2C的輸出端與其反相輸入端相連接，并同時(shí)連接電阻R7的一端，電阻R7的另一端連接電容C3的一端，電容C3的另一端接模擬地；前端信號(hào)調(diào)理電路與主控CPU之間，電阻Rl的另一端連接到微控制器U5的第12引腳，電阻R7的另一端連接到微控制器U5的第13引腳；在鍵盤電路內(nèi)，控制按鍵KEYl的第1、第2、第4和第5端子相互短接，控制按鍵KEYl的第3和第6端子短接后連接電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端連接3.3V直流電壓VCC3.3，并同時(shí)連接電阻R13的一端，電阻R13的另一端連接控制按鍵KEY2的第2和第3端子，控制按鍵KEY2的第I和第4端子相短接；鍵盤電路與主控CPU之間，控制按鍵KEYl的第5端子連接到微控制器U5的第32引腳，控制按鍵KEY2的第I端子連接到微控制器U5的第33引腳；在語音電路內(nèi)，音頻功放芯片U3的第6引腳連接3.3V直流電壓VCC3.3，并同時(shí)連接有極性電容E3的正極，有極性電容E3的負(fù)極連接到音頻功放芯片U3的第7引腳，音頻功放芯片U3的第I引腳連接電容C4的一端，電容C4的另一端與有極性電容E4的負(fù)極相連接，并接數(shù)字地，有極性電容E4的正極與音頻功放芯片U3的第2及第3引腳相連接，音頻功放芯片U3的第4引腳連接電阻R14和電阻R15的一端，電阻R14的另一端連接電容C5的一端，電阻R15的另一端連接到音頻功放芯片U3的第5引腳，喇叭SPl的兩端連接到音頻功放芯片U3的第5和第8引腳；語音電路與主控CPU之間，電容C5的另一端連接到微控制器U5的第14引腳，音頻功放芯片U3的第I引腳連接微控制器U5的第15引腳；在電源電路內(nèi)，開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器Ul的第I引腳連接撥碼開關(guān)SI的第I端子，并同時(shí)連接有極性電容E2的正極，有極性電容E2的負(fù)極連接電池BTl的負(fù)極，并同時(shí)連接開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器Ul的第3和第5引腳，開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器Ul的第3引腳接數(shù)字地，電池BTl的正極連接撥碼開關(guān)SI的第2端子，開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器Ul的第2引腳連接二極管D2的負(fù)極和電感LI的一端，二極管D2的正極接數(shù)字地，并同時(shí)連接有極性電容El的負(fù)極，有極性電容El的正極連接電感LI的另一端，電感LI的另一端產(chǎn)生3.3V直流電壓VCC3.3，同時(shí)連接到開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器Ul的第4引腳，撥碼開關(guān)SI的第5和第7端子短接后，連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端與電感LI的另一端相連接；電源電路與主控CPU之間，撥碼開關(guān)SI的第6和第8端子分別連接到微控制器U5的第42和第43引腳；在IXD液晶接口電路內(nèi)，IXD驅(qū)動(dòng)器U4的第8引腳連接電阻R16的一端，電阻R16的另一端連接3.3V直流電壓VCC3.3，并同時(shí)連接IXD驅(qū)動(dòng)器U4的第9引腳和電容C6的一端，電容C6的另一端接數(shù)字地，4位7段數(shù)碼IXD液晶屏DSl的第I?4引腳分別與IXD驅(qū)動(dòng)器U4的第16?13引腳相連接，4位7段數(shù)碼IXD液晶屏DSl的第5?13引腳分別與IXD驅(qū)動(dòng)器U4的第48?40引腳相連接；IXD液晶接口電路與主控CPU之間，IXD驅(qū)動(dòng)器U4的第I?4引腳分別與微控制器U5的第4、第3、第2和第46引腳相連接。
[0005]本發(fā)明在電源電路內(nèi)，電池BTl為9V堿性電池。
[0006]本發(fā)明在電源電路內(nèi)，撥碼開關(guān)SI為轉(zhuǎn)盤撥碼開關(guān)。
[0007]本發(fā)明的IXD液晶接口電路與主控CPU之間，IXD驅(qū)動(dòng)器U4的第I?4引腳通過SPI通訊接口分別與微控制器U5的第4、第3、第2和第46引腳相連接。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:1)該查竊儀為適用于現(xiàn)場的微型手持式電測儀表，便于攜帶；
2)采用鉗表和主機(jī)集合為一體的設(shè)計(jì)，且采用32位Cortex-M3內(nèi)核微控制器控制，電路結(jié)構(gòu)簡單，使用過程中不停電、不改變計(jì)量電能表回路接線，只要使鉗表分別卡入電能表的火線入線和零線出線，即可測得電能表線路的火線入線電流和零線出線電流，進(jìn)而通過查竊儀主控CPU的快速計(jì)算，迅速判斷出電能表是否正常，有、無竊電行為，同時(shí)發(fā)出靚麗人聲語音提示，接線容易，操作簡單，電路內(nèi)部數(shù)據(jù)計(jì)算過程簡單，計(jì)算速度快，更人性化，使用起來更簡便；3)鉗表接線短，能夠避免采集信號(hào)時(shí)受到干擾，測量數(shù)據(jù)更加精確。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是工作電路板的總體框架圖；
圖2是主控CPU原理圖；
圖3是前端信號(hào)調(diào)理電路原理圖； 圖4是鍵盤電路原理圖；
圖5是語音電路原理圖；
圖6是電源電路原理圖；
圖7是IXD液晶接口電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1-7所示，本電表快速查竊儀，包括主機(jī)殼體、鉗表和工作電路板，所述的主機(jī)殼體上設(shè)有液晶屏觀察窗，所述的鉗表由鉗頭殼體和鐵芯組成，所述的工作電路板安裝在主機(jī)殼體內(nèi)，其特征是:所述的工作電路板上包括有主控CPU1、前端信號(hào)調(diào)理電路2、鍵盤電路3、語音電路4、電源電路5和IXD液晶接口電路6，主控CPUl內(nèi)有微控制器U5，外部時(shí)鐘電路、下拉電阻Rl7、CPU上電復(fù)位電路、CPU電源VCC退耦電容、有極性電容E5、AD接口模擬電源濾波電路和O歐電阻R21，其中，微控制器U5的型號(hào)為STM32F100CBT6，外部時(shí)鐘電路內(nèi)有8M晶振Yl以及電容C7和C8，CPU上電復(fù)位電路內(nèi)有電阻R18和電容C9，CPU電源VCC退耦電容內(nèi)有電容C10、C11和C12，AD接口模擬電源濾波電路內(nèi)有電感L2、電容C13和有極性電容E6 ;前端信號(hào)調(diào)理電路2內(nèi)有四通道高精度運(yùn)算放大器中的電壓跟隨器U2A、U2C和U2D、交流電流采樣輸入端子P1、交流電壓輸入端子P2、電阻R1、R3?RlO和R12、電容Cl?C3以及鉗位二極管Dl和D3?D5，其四通道高精度運(yùn)算放大器的型號(hào)為SGM8554，鉗位二極管Dl和D3?D5的型號(hào)均為IN4148 ;鍵盤電路3內(nèi)有控制按鍵KEYl和KEY2以及電阻Rll和R13 ;語音電路4內(nèi)有音頻功放芯片U3、有極性電容E3和E4、電容C4和C5、電阻R14和R15以及喇叭SP1，其音頻功放芯片U3的型號(hào)為SGM4890YMS ;電源電路5內(nèi)有電池BTl、開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器Ul、有極性電容El和E2、二極管D2、電感L1、電阻R2以及撥碼開關(guān)SI，其開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器Ul的型號(hào)為LM2596S-3.3，二極管D2的型號(hào)為STPS2L25U，電感LI的型號(hào)為D03316P-104，撥碼開關(guān)SI的型號(hào)為SW DIP-6 ;LCD液晶接口電路6內(nèi)有LCD驅(qū)動(dòng)器U4、電阻R16、電容C6和4位7段數(shù)碼IXD液晶屏DS1，其IXD驅(qū)動(dòng)器U4的型號(hào)為HT1621B，4位7段數(shù)碼LCD液晶屏DSl的型號(hào)為GDC8310 ；
其連接關(guān)系為:在主控CPUl內(nèi)，微控制器U5的第I引腳連接由電源電路5產(chǎn)生的3.3V直流電壓VCC3.3，微控制器U5的第23、第35和第47引腳相互短接后接數(shù)字地，外部時(shí)鐘電路晶振Yl的兩端分別連接到微控制器U5的第5和第6引腳，下拉電阻R17的一端接數(shù)字地，其另一端連接到微控制器U5的第44引腳，CPU上電復(fù)位電路內(nèi)電阻R18和電容C9的一端均連接到微控制器U5的第7引腳，電阻R18的另一端連接3.3V直流電壓VCC3.3，電容C9的另一端接數(shù)字地，CPU電源VCC退耦電容內(nèi)電容C10、C11和C12的一端分別連接到微控制器U5的第24、第36和第48引腳，其另一端均接數(shù)字地，有極性電容E5的正極連接3.3V直流電壓VCC3.3，并同時(shí)與微控制器U5的第24、第36和第48引腳相連接，有極性電容E5的負(fù)極接數(shù)字地，AD接口模擬電源濾波電路內(nèi)電感L2的一端連接3.3V直流電壓VCC3.3，電感L2的另一端連接到微控制器U5的第9引腳，并引出模擬電源電壓信號(hào)AVCC，電容C13的一端連接有極性電容E6的正極，并同時(shí)連接電感L2的另一端，電容C13的另一端和有極性電容E6的負(fù)極均連接到微控制器U5的第8引腳，O歐電阻R21為數(shù)字地和模擬地單點(diǎn)連接電阻，其一端連接到微控制器U5的第8引腳，其另一端接數(shù)字地；在前端信號(hào)調(diào)理電路2內(nèi)，四通道高精度運(yùn)算放大器中的電壓跟隨器U2A、U2C和U2D的正電源連接端均連接由主控CPUl內(nèi)引出的模擬電源電壓信號(hào)AVCC，其中，電壓跟隨器U2A的正電源連接端與模擬地之間還連接有電容C2，電壓跟隨器U2A、U2C和U2D的負(fù)電源連接端均接模擬地，電壓跟隨器U2D以及電阻R6和R9構(gòu)成1.65V電壓基準(zhǔn)產(chǎn)生電路，電阻R6的一端與電阻R9的一端相連接后，再連接到電壓跟隨器U2D的反相輸入端，電阻R6的另一端連接模擬電源電壓信號(hào)AVCC，電阻R9的另一端接模擬地，電壓跟隨器U2D的輸出端與其同相輸入端相連接，并引出1.65V電壓基準(zhǔn)信號(hào)REF，交流電流采樣輸入端子Pl連接繞在鉗表鐵芯上漆包線輸出線的兩端，交流電流采樣輸入端子Pl的第I引腳連接電阻R3的一端，交流電流采樣輸入端子Pl的第2引腳連接電阻R3的另一端以及電阻R4的一端，電阻R4的另一端連接
1.65V電壓基準(zhǔn)信號(hào)REF，鉗位二極管Dl的正極與鉗位二極管D3的負(fù)極以及電阻R3的一端相連接后，再連接到電壓跟隨器U2A的同相輸入端，鉗位二極管Dl的負(fù)極連接模擬電源電壓信號(hào)AVCC，鉗位二極管D3的正極接模擬地，電壓跟隨器U2A的輸出端與其反相輸入端相連接，并同時(shí)連接電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端連接電容Cl的一端，電容Cl的另一端接模擬地，交流電壓輸入端子P2連接交流O?400V電源，交流電壓輸入端子P2的第I和第2引腳分別連接電阻R5和電阻RlO的一端，電阻R5和電阻RlO的另一端分別連接電阻R8的兩端，電阻R12的一端連接電阻RlO的一端，電阻R12的另一端連接1.65V電壓基準(zhǔn)信號(hào)REF，鉗位二極管D4的正極與鉗位二極管D5的負(fù)極以及電阻RlO的另一端相連接后，再連接到電壓跟隨器U2C的同相輸入端，鉗位二極管D4的負(fù)極連接模擬電源電壓信號(hào)AVCC，鉗位二極管D5的正極接模擬地，電壓跟隨器U2C的輸出端與其反相輸入端相連接，并同時(shí)連接電阻R7的一端，電阻R7的另一端連接電容C3的一端，電容C3的另一端接模擬地；前端信號(hào)調(diào)理電路2與主控CPUl之間，電阻Rl的另一端連接到微控制器U5的第12引腳，電阻R7的另一端連接到微控制器U5的第13引腳；在鍵盤電路3內(nèi)，控制按鍵KEYl的第1、第2、第4和第5端子相互短接，控制按鍵KEYl的第3和第6端子短接后連接電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端連接3.3V直流電壓VCC3.3，并同時(shí)連接電阻R13的一端，電阻R13的另一端連接控制按鍵KEY2的第2和第3端子，控制按鍵KEY2的第I和第4端子相短接；鍵盤電路3與主控CPUl之間，控制按鍵KEYl的第5端子連接到微控制器U5的第32引腳，控制按鍵KEY2的第I端子連接到微控制器U5的第33引腳；在語音電路4內(nèi)，音頻功放芯片U3的第6引腳連接3.3V直流電壓VCC3.3，并同時(shí)連接有極性電容E3的正極，有極性電容E3的負(fù)極連接到音頻功放芯片U3的第7引腳，音頻功放芯片U3的第I引腳連接電容C4的一端，電容C4的另一端與有極性電容E4的負(fù)極相連接，并接數(shù)字地，有極性電容E4的正極與音頻功放芯片U3的第2及第3引腳相連接，音頻功放芯片U3的第4引腳連接電阻R14和電阻R15的一端，電阻R14的另一端連接電容C5的一端，電阻R15的另一端連接到音頻功放芯片U3的第5引腳，喇叭SPl的兩端連接到音頻功放芯片U3的第5和第8引腳；語音電路4與主控CPUl之間，電容C5的另一端連接到微控制器U5的第14引腳，音頻功放芯片U3的第I引腳連接微控制器U5的第15引腳；在電源電路5內(nèi)，開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器Ul的第I引腳連接撥碼開關(guān)SI的第I端子，并同時(shí)連接有極性電容E2的正極，有極性電容E2的負(fù)極連接電池BTl的負(fù)極，并同時(shí)連接開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器Ul的第3和第5引腳，開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器Ul的第3引腳接數(shù)字地，電池BTl的正極連接撥碼開關(guān)SI的第2端子，開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器Ul的第2引腳連接二極管D2的負(fù)極和電感LI的一端，二極管D2的正極接數(shù)字地，并同時(shí)連接有極性電容El的負(fù)極，有極性電容El的正極連接電感LI的另一端，電感LI的另一端產(chǎn)生3.3V直流電壓VCC3.3，同時(shí)連接到開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器Ul的第4引腳，撥碼開關(guān)SI的第5和第7端子短接后，連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端與電感LI的另一端相連接；電源電路5與主控CPUl之間，撥碼開關(guān)SI的第6和第8端子分別連接到微控制器U5的第42和第43引腳；在IXD液晶接口電路6內(nèi)，IXD驅(qū)動(dòng)器U4的第8引腳連接電阻R16的一端，電阻R16的另一端連接3.3V直流電壓VCC3.3，并同時(shí)連接IXD驅(qū)動(dòng)器U4的第9引腳和電容C6的一端，電容C6的另一端接數(shù)字地，4位7段數(shù)碼IXD液晶屏DSl的第I~4引腳分別與IXD驅(qū)動(dòng)器U4的第16~13引腳相連接，4位7段數(shù)碼IXD液晶屏DSl的第5~13引腳分別與IXD驅(qū)動(dòng)器U4的第48~40引腳相連接；IXD液晶接口電路6與主控CPUl之間，IXD驅(qū)動(dòng)器U4的第I~4引腳分別與微控制器U5的第4、第3、第2和第46引腳相連接。
[0011]如圖6所示，在電源電路5內(nèi)，電池BTl為9V堿性電池。在電源電路5內(nèi)，撥碼開關(guān)Si為轉(zhuǎn)盤撥碼開關(guān)。
[0012]如圖7所示，IXD液晶接口電路6與主控CPUl之間，IXD驅(qū)動(dòng)器U4的第I~4引腳通過SPI通訊接口分別與微控制器U5的第4、第3、第2和第46引腳相連接。
[0013]本電表快速查竊儀，其主機(jī)和鉗表集合為一體。在鉗表鉗頭內(nèi)分別卡入電能表的火線入線、零線出線和火線出線，即可測量電能表線路的火線入線電流、零線出線電流和火線出線電流，將電能表的電壓線接入查竊儀的電壓輸入端子上即可測量電能表的輸入電壓；當(dāng)查竊儀鉗入電能表的火線入線或零線出線或火線出線、接入電壓線后，輸入查竊儀內(nèi)的電壓、電流模擬信號(hào)經(jīng)過查竊儀內(nèi)部工作電路板上的前端信號(hào)調(diào)理電路2調(diào)理后，直接輸入到主控CPUl的微控制器U5內(nèi)，經(jīng)微控制器U5內(nèi)部AD轉(zhuǎn)換后，得到瞬時(shí)電壓、電流采樣值，采樣值經(jīng)過微控制器U5計(jì)算得到電壓、電流等電參數(shù)，各種電參數(shù)被送到LCD液晶接口電路6顯示，如果想要保持LCD液晶接口電路6所顯示的電參數(shù)內(nèi)容不刷新，可以按一下鍵盤電路3內(nèi)的控制按鍵KEYl。
[0014]本電表快速查竊儀的電參數(shù)計(jì)算原理如下:` 1、電壓計(jì)算公式
J Λ.1=
4 k=i
式中，Ua和uak分別是電壓有效值和瞬時(shí)值，N為每周波交流采樣點(diǎn)數(shù)；
2、電流計(jì)算公式
丨1 N
4 = I 及I Ufci2
4 k=%
式中，Ia和iak分別是電流有效值和瞬時(shí)值，N為每周波交流采樣點(diǎn)數(shù)。
[0015]使用本電表快速查竊儀，判斷電能表是否正常，有、無竊電行為的原理是:首先，在鉗表鉗頭內(nèi)卡入電能表的火線入線，按一下鍵盤電路3內(nèi)的控制按鍵KEY2，測量電能表線路的火線入線電流Ia，并通過LCD液晶接口電路6顯示此電流值；然后，改變在鉗表鉗頭內(nèi)卡入的線路，將電能表的零線出線卡入鉗表鉗頭內(nèi)，再按一下鍵盤電路3內(nèi)的控制按鍵KEY2，測量電能表線路的零線出線電流Ib，并通過LCD液晶接口電路6顯示此電流值；查竊儀測量火線入線電流Ia或零線出線電流Ib的內(nèi)部運(yùn)算過程為，輸入查竊儀內(nèi)的火線入線電流模擬信號(hào)或零線出線電流模擬信號(hào)，經(jīng)過查竊儀內(nèi)部工作電路板上的前端信號(hào)調(diào)理電路2調(diào)理后，直接輸入到主控CPUl的微控制器U5內(nèi)，經(jīng)微控制器U5內(nèi)部AD轉(zhuǎn)換后，得到火線入線或零線出線的瞬時(shí)電流采樣值，火線入線或零線出線的瞬時(shí)電流采樣值經(jīng)過微控制器U5計(jì)算得到火線入線或零線出線的電流有效值，即測得火線入線電流Ia或零線出線電流Ib ;火線入線電流Ia和零線出線電流Ib均側(cè)量出來后，查竊儀根據(jù)以下判斷依據(jù)進(jìn)行判斷，語音電路4根據(jù)判斷結(jié)果給出相應(yīng)的靚麗人聲語音提示。所述的判斷依據(jù)為:當(dāng)(Ia/ Ib -1) > 15%時(shí)，提示“零線可能斷開”，當(dāng)(la / Ib -1) < 15%時(shí)，提示“有外線接入”，并且以上兩種情況，均表明電能表狀態(tài)不正常，可能有竊電行為。
[0016]另外，通過本電表快速查竊儀，測量電能表的輸入電壓，可以判斷供電線路的電壓質(zhì)量是否良好，電壓是否過高或過低、是否在允許波動(dòng)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電表快速查竊儀,包括主機(jī)殼體、鉗表和工作電路板,所述的主機(jī)殼體上設(shè)有液晶屏觀察窗，所述的鉗表由鉗頭殼體和鐵芯組成，所述的工作電路板安裝在主機(jī)殼體內(nèi)，其特征是:所述的工作電路板上包括有主控CPU(l)、前端信號(hào)調(diào)理電路(2)、鍵盤電路(3)、語音電路(4)、電源電路(5 )和IXD液晶接口電路(6 )，主控CPU (I)內(nèi)有微控制器U5，外部時(shí)鐘電路、下拉電阻Rl7、CPU上電復(fù)位電路、CPU電源VCC退耦電容、有極性電容E5、AD接口模擬電源濾波電路和O歐電阻R21，其中，微控制器U5的型號(hào)為STM32F100CBT6，外部時(shí)鐘電路內(nèi)有8M晶振Yl以及電容C7和C8，CPU上電復(fù)位電路內(nèi)有電阻R18和電容C9，CPU電源VCC退耦電容內(nèi)有電容C10、C11和C12，AD接口模擬電源濾波電路內(nèi)有電感L2、電容C13和有極性電容E6;前端信號(hào)調(diào)理電路(2)內(nèi)有四通道高精度運(yùn)算放大器中的電壓跟隨器U2A、U2C和U2D、交流電流采樣輸入端子P1、交流電壓輸入端子P2、電阻R1、R3~RlO和R12、電容Cl~C3以及鉗位二極管Dl和D3~D5，其四通道高精度運(yùn)算放大器的型號(hào)為SGM8554，鉗位二極管Dl和D3~D5的型號(hào)均為IN4148 ;鍵盤電路(3)內(nèi)有控制按鍵KEYl和KEY2以及電阻Rll和Rl3 ;語音電路(4)內(nèi)有音頻功放芯片U3、有極性電容E3和E4、電容C4和C5、電阻R14和R15以及喇叭SPl，其音頻功放芯片U3的型號(hào)為SGM4890YMS ;電源電路(5)內(nèi)有電池BT1、開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器U1、有極性電容El和E2、二極管D2、電感L1、電阻R2以及撥碼開關(guān)SI，其開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器Ul的型號(hào)為LM2596S-3.3，二極管D2的型號(hào)為STPS2L25U，電感LI的型號(hào)為D03316P-104，撥碼開關(guān)SI的型號(hào)為SW DIP-6 ;LCD液晶接口電路(6)內(nèi)有IXD驅(qū)動(dòng)器U4、電阻R16、電容C6和4位7段數(shù)碼IXD液晶屏DSl，其IXD驅(qū)動(dòng)器U4的型號(hào)為HT1621B，4位7段數(shù)碼IXD液晶屏DSl的型號(hào)為⑶C8310 ； 其連接關(guān)系為:在主控CPU (I)內(nèi)，微控制器U5的第I引腳連接由電源電路(5)產(chǎn)生的3.3V直流電壓VCC3.3，微控制器U5的第23、第35和第47引腳相互短接后接數(shù)字地，外部時(shí)鐘電路晶振Yl的兩端分別連接到微控制器U5的第5和第6引腳，下拉電阻R17的一端接數(shù)字地，其另一端連接到微控制器U5的第44引腳，CPU上電復(fù)位電路內(nèi)電阻R18和電容C9的一端均連接到微控制器U5的第7引腳，電阻R18的另一端連接3.3V直流電壓VCC3.3，電容C9的另一端接數(shù)字地，CPU電源VCC退耦電容內(nèi)電容C10、C11和C12的一端分別連接到微控制器U5的第24、第36和第48引腳，其另一端均接數(shù)字地，有極性電容E5的正極連接3.3V直流電壓VCC3.3，并同時(shí)與微控制器U5的第24、第36和第48引腳相連接，有極性電容E5的負(fù)極接數(shù)字地，AD接口模擬電源濾波電路內(nèi)電感L2的一端連接3.3V直流電壓VCC3.3，電感L2的另一端連接到微控制器U5的第9引腳，并引出模擬電源電壓信號(hào)AVCC，電容C13的一端連接有極性電容E6的正極，并同時(shí)連接電感L2的另一端，電容C13的另一端和有極性電容E6的負(fù)極均連接到微控制器U5的第8引腳，O歐電阻R21為數(shù)字地和模擬地單點(diǎn)連接電阻，其一端連接到微控制器U5的第8引腳，其另一端接數(shù)字地；在前端信號(hào)調(diào)理電路(2)內(nèi)，四通道高精度運(yùn)算放大器中的電壓跟隨器U2A、U2C和U2D的正電源連接端均連接由主控CPU (I)內(nèi)引出的模擬電源電壓信號(hào)AVCC，其中，電壓跟隨器U2A的正電源連接端與模擬地之間還連接有電容C2，電壓跟隨器U2A、U2C和U2D的負(fù)電源連接端均接模擬地，電壓跟隨器U2D以及電阻R6和R9構(gòu)成1.65V電壓基準(zhǔn)產(chǎn)生電路，電阻R6的一端與電阻R9的一端相連接后，再連接到電壓跟隨器U2D的反相輸入端，電阻R6的另一端連接模擬電源電壓信號(hào)AVCC，電阻R9的另一端接模擬地，電壓跟隨器U2D的輸出端與其同相輸入端相連接，并引出1.65V電壓基準(zhǔn)信號(hào)REF，交流電流采樣輸入端子Pl連接繞在鉗表鐵芯上漆包線輸出線的兩端，交流電流采樣輸入端子Pl的第I引腳連接電阻R3的一端，交流電流采樣輸入端子Pl的第2引腳連接電阻R3的另一端以及電阻R4的一端，電阻R4的另一端連接1.65V電壓基準(zhǔn)信號(hào)REF，鉗位二極管Dl的正極與鉗位二極管D3的負(fù)極以及電阻R3的一端相連接后，再連接到電壓跟隨器U2A的同相輸入端，鉗位二極管Dl的負(fù)極連接模擬電源電壓信號(hào)AVCC，鉗位二極管D3的正極接模擬地，電壓跟隨器U2A的輸出端與其反相輸入端相連接，并同時(shí)連接電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端連接電容Cl的一端，電容Cl的另一端接模擬地，交流電壓輸入端子P2連接交流O~400V電源，交流電壓輸入端子P2的第I和第2引腳分別連接電阻R5和電阻RlO的一端，電阻R5和電阻RlO的另一端分別連接電阻R8的兩端，電阻R12的一端連接電阻RlO的一端，電阻R12的另一端連接1.65V電壓基準(zhǔn)信號(hào)REF，鉗位二極管D4的正極與鉗位二極管D5的負(fù)極以及電阻RlO的另一端相連接后，再連接到電壓跟隨器U2C的同相輸入端，鉗位二極管D4的負(fù)極連接模擬電源電壓信號(hào)AVCC，鉗位二極管D5的正極接模擬地，電壓跟隨器U2C的輸出端與其反相輸入端相連接，并同時(shí)連接電阻R7的一端，電阻R7的另一端連接電容C3的一端，電容C3的另一端接模擬地；前端信號(hào)調(diào)理電路(2)與主控CPU (I)之間，電阻Rl的另一端連接到微控制器U5的第12引腳，電阻R7的另一端連接到微控制器U5的第13引腳；在鍵盤電路(3)內(nèi)，控制按鍵KEYl的第1、第2、第4和第5端子相互短接，控制按鍵KEYl的第3和第6端子短接后連接電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端連接3.3V直流電壓VCC3.3，并同時(shí)連接電阻R13的一端，電阻R13的另一端連接控制按鍵KEY2的第2和第3端子，控制按鍵KEY2的第I和第4端子相短接；鍵盤電路(3)與主控CPU (I)之間，控制按鍵KEYl的第5端子連接到微控制器U5的第32引腳，控制按鍵KEY2的第I端子連接到微控制器U5的第33引腳；在語音電路(4)內(nèi)，音頻功放芯片U3的第6引腳連接3.3V直流電壓VCC3.3，并同時(shí)連接有極性電容E3的正極，有極性電容E3的負(fù)極連接到音頻功放芯片U3的第7引腳，音頻功放芯片U3的第I引腳連接電容C4的一端，電容C4的另一端與有極性電容E4的負(fù)極相連接，并接數(shù)字地，有極性電容E4的正極與音頻功放芯片U3的第2及第3引腳相連接，音頻功放芯片U3的第4引腳連接電阻R14和電阻R15的一端，電阻R14的另一端連接電容C5的一端，電阻R15的另一端連接到音頻功放芯片U3的第5引腳，喇叭SPl的兩端連接到音頻功放芯片U3的第5和第8引腳；語音電路(4)與主控CPU (I)之間，電容C5的另一端連接到微控制器U5的第14引腳，音頻功放芯片U3的第I引腳連接微控制器U5的第15引腳；在電源電路(5)內(nèi)，開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器Ul的第I引腳連接撥碼開關(guān)SI的第I端子，并同時(shí)連接有極性電容E2的正極，有極性電容E2的負(fù)極連接電池BTI的負(fù)極，并同時(shí)連接開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器Ul的第3和第5引腳，開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器Ul的第3引腳接數(shù)字地，電池BTl的正極連接撥碼開關(guān)SI的第2端子，開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器Ul的第2引腳連接二極管D2的負(fù)極和電感LI的一端，二極管D2的正極接數(shù)字地，并同時(shí)連接有極性電容El的負(fù)極，有極性電容El的正極連接電感LI的另一端，電感LI的另一端產(chǎn)生3.3V直流電壓VCC3.3，同時(shí)連接到開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器Ul的第4引腳，撥碼開關(guān)SI的第5和第7端子短接后，連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端與電感LI的另一端相連接；電源電路(5)與主控CPU (I)之間，撥碼開關(guān)SI的第6和第8端子分別連接到微控制器U5的第42和第43引腳；在IXD液晶接口電路(6)內(nèi)，IXD驅(qū)動(dòng)器U4的第8引腳連接電阻R16的一端，電阻R16的另一端連接3.3V直流電壓VCC3.3，并同時(shí)連接IXD驅(qū)動(dòng)器U4的第9引腳和電容C6的一端，電容C6的另一端接數(shù)字地，4位7段數(shù)碼IXD液晶屏DSl的第I~4引腳分別與IXD驅(qū)動(dòng)器U4的第16~13引腳相連接，4位7段數(shù)碼IXD液晶屏DSl的第5~13引腳分別與IXD驅(qū)動(dòng)器U4的第48~40引腳相連接山⑶液晶接口電路(6)與主控CPU (I)之間，IXD驅(qū)動(dòng)器U4的第I~4引腳分別與微控制器U5的第4、第3、第2和第46引腳相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電表快速查竊儀，其特征是:在電源電路(5)內(nèi)，電池BTl為9V堿性電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電表快速查竊儀，其特征是:在電源電路(5)內(nèi)，撥碼開關(guān)Si為轉(zhuǎn)盤撥碼開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電表快速查竊儀，其特征是:LCD液晶接口電路(6)與主控CPU (I)之間，IXD驅(qū)動(dòng)器U4的第I~4引腳通過SPI通訊接口分別與微控制器U5的第4、第3、第2和第46引腳相連接。`
【文檔編號(hào)】G01R35/04GK103513222SQ201310480554
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】王達(dá), 楊超群, 曹錕, 王坤泉, 王磊, 楊海軍, 郝波, 武杰, 朱勁雷 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河北省電力公司邯鄲供電分公司