本實用新型屬于電量測量儀表技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種新型數(shù)字顯示電流電壓表。

背景技術(shù)：

在企業(yè)中，巡檢人員為了快速便捷的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場電動機有沒有超過額定電流運行，往往在每臺電動機的控制柜上安裝一臺電流表/電壓表。以前一直使用的是指針式電流表/電壓表，直接在表盤上畫上標(biāo)記就可以直接讀取。近年來，隨著技術(shù)的進步，馬達控制室指針式電流表/電壓表逐步淘汰，開始使用數(shù)字顯示電流表。

但是目前許多數(shù)字顯示的電流表，不具備顯示額定電流的功能，也就是說巡檢人員只能看到電動機的運行電流，而不知道電動機的額定電流。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所解決的技術(shù)問題在于提供一種新型數(shù)字顯示電流電壓表，通過在數(shù)字顯示電流電壓表上增加設(shè)置電動機額定電流電壓的功能模塊，便于巡檢人員操作，并且當(dāng)運行數(shù)據(jù)超過設(shè)定的額定數(shù)據(jù)時指示燈亮，蜂鳴器報警，使巡檢人員在馬達控制室就能巡檢現(xiàn)場所有電動機的運行是否穩(wěn)定，有利于巡檢人員及時發(fā)現(xiàn)電動機的過載運行。

實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)解決方案為：

一種新型數(shù)字顯示電流電壓表，包括：

微控制單元，用于獲取測得的數(shù)據(jù)并判斷該數(shù)據(jù)是否超過報警值；

電壓互感器，用于測量電動機的電壓和功率；

電流互感器，用于測量電動機的電流；

設(shè)限模塊，用于設(shè)定電流電壓報警值；

LED指示燈，用于測得的數(shù)據(jù)超過報警值時指示報警的電動機位置；

數(shù)碼管，用于顯示測量數(shù)據(jù)和報警值；

蜂鳴器，用于測得的數(shù)據(jù)超過報警值時響起報警聲引起關(guān)注；

電壓互感器和電流互感器分別與待測電動機的測量點連接，電壓互感器、電流互感器、設(shè)限模塊、LED指示燈、數(shù)碼管和蜂鳴器均與微控制單元連接。

進一步的，本實用新型的新型數(shù)字顯示電流電壓表，微控制單元通過繼電器與蜂鳴器連接，所述繼電器用于控制蜂鳴器，繼電器吸合時，蜂鳴器響，繼電器斷開時，蜂鳴器停響。

進一步的，本實用新型的新型數(shù)字顯示電流電壓表，所述微控制單元采用ATMEGA8L單片機。

進一步的，本實用新型的新型數(shù)字顯示電流電壓表，微控制單元通過計量芯片與電壓互感器、電流互感器連接，所述計量芯片用于獲取電壓互感器、電流互感器測量的數(shù)據(jù)并計量單路電壓、電流、功率和功率因數(shù)后傳輸給微控制單元。

進一步的，本實用新型的新型數(shù)字顯示電流電壓表，所述計量芯片采用CS5460專用電力參數(shù)測量芯片。

進一步的，本實用新型的新型數(shù)字顯示電流電壓表，微控制單元通過顯示驅(qū)動器與數(shù)碼管連接，所述顯示驅(qū)動器由微控制單元控制，用于連續(xù)動態(tài)掃描數(shù)碼管。

進一步的，本實用新型的新型數(shù)字顯示電流電壓表，所述顯示驅(qū)動器包括相連的74HC595存儲器與C9013三極管。

進一步的，本實用新型的新型數(shù)字顯示電流電壓表，所述電流互感器采用微型CT電流互感器。

本實用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，可根據(jù)用戶需要現(xiàn)場設(shè)定顯示量程，方便用戶現(xiàn)場觀察和比對，能實時掌握用電情況；

2、本實用新型能夠有效隔離外界干擾信號，抗干擾能力強；

3、采用本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)在控制室內(nèi)巡檢所有電動機的運行，有利于巡檢人員快速及時發(fā)現(xiàn)過載運行的電動機。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本實用新型的外形示意圖；

圖3是本實用新型的報警值設(shè)定的操作示意圖；

圖4是本實用新型的微控制單元電路設(shè)計圖；

圖5是本實用新型的計量芯片電路設(shè)計圖；

圖6是本實用新型的數(shù)碼管電路設(shè)計圖；

圖7是本實用新型的工作流程圖。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本實用新型的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能解釋為對本實用新型的限制。

在企業(yè)中，MCC內(nèi)的電機控制回路往往有數(shù)百臺甚至數(shù)千臺，在采用數(shù)字顯示電流/電壓表后，只顯示電機的實際運行電流/電壓，不能及時觀察到電機的額定電流/電壓，設(shè)備運行超負(fù)荷不便于發(fā)現(xiàn)，不能滿足設(shè)備穩(wěn)定運行的需要。本實用新型開發(fā)出一種新型數(shù)字顯示電流電壓表，具有廣泛的應(yīng)用前景。

一種新型數(shù)字顯示電流電壓表，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，包括：微控制單元MCU、電壓互感器、電流互感器、設(shè)限模塊、LED指示燈、數(shù)碼管和蜂鳴器，其中：

微控制單元，用于獲取測得的數(shù)據(jù)并判斷該數(shù)據(jù)是否超過報警值；微控制單元采用AVR公司的ATMEGA8L單片機，有23個可編程IO口，32腳TQFP封裝，片內(nèi)RC振蕩器，工作電壓2.7～5.5V；微控制單元的電源端連接主電源濾波電容C2、C6，PB口的第6數(shù)據(jù)引腳PB6和第7數(shù)據(jù)引腳PB7連接7.3728晶振Y1，復(fù)位輸入引腳PC6連接上電復(fù)位電路R15、C7，如圖4所示。

電壓互感器，用于測量電動機的電壓和功率，輸入輸出比為1000:1000，能夠有效隔離電網(wǎng)和本身的電路，防止干擾；

電流互感器，用于測量電動機的電流；電流互感器采用微型CT電流互感器，變比為1000:1，把輸入5A的信號變成5mA再通過R1\R2變成小電壓信號，直接提供給計量芯片，既符合了弱電的要求，又起到了隔離的效果；

設(shè)限模塊，用于設(shè)定電流電壓報警值；設(shè)限模塊采用普通輕觸案件操作；微控制單元單片機設(shè)置為上拉輸入口，節(jié)省了上拉電阻，設(shè)限模塊直接接入單片機IO口，并由單片機負(fù)責(zé)掃描端口；

LED指示燈，用于測得的數(shù)據(jù)超過報警值時指示報警的電動機位置；LED指示燈采用3mm紅色小LED燈，工作電壓2V，工作電流越1～20mA；

數(shù)碼管，用于顯示測量數(shù)據(jù)和報警值；數(shù)碼管采用0.36寸四位一體共陰紅色發(fā)光二極管，屬于高亮管；

蜂鳴器，用于測得的數(shù)據(jù)超過報警值時響起報警聲引起關(guān)注；所述蜂鳴器采用有源蜂鳴器，由S9013三極管驅(qū)動，配合LED指示燈，提供聲音報警；

微控制單元、電壓互感器、電流互感器、設(shè)限模塊、LED指示燈、數(shù)碼管和蜂鳴器均由系統(tǒng)電源供電，系統(tǒng)電源采用開關(guān)電源，交直流通用AC/DC85～265V，該系統(tǒng)電源輸出5V直流電工電流電壓表使用。

電壓互感器和電流互感器分別與待測電動機的測量點連接，電壓互感器、電流互感器、設(shè)限模塊、LED指示燈、數(shù)碼管和蜂鳴器均與微控制單元連接。

微控制單元通過繼電器與蜂鳴器連接，繼電器用于控制蜂鳴器，當(dāng)繼電器吸合時，蜂鳴器響，當(dāng)繼電器斷開時，蜂鳴器停響。前述的繼電器和蜂鳴器均采用NPN三極管直接驅(qū)動，繼電器可以采用宏發(fā)5V常開或宏發(fā)5V常閉。

微控制單元通過計量芯片與電壓互感器、電流互感器連接，計量芯片用于獲取電壓互感器、電流互感器測量的數(shù)據(jù)并計量單路電壓、電流、功率和功率因數(shù)后傳輸給微控制單元。如圖5所示，所述計量芯片采用CS5460專用電力參數(shù)測量芯片，晶體振蕩器輸入端口XIN和晶體振蕩器輸出端口XOUT連接CS5460晶振，采用數(shù)字地模擬地單端連接的方式，有效隔離信號，抗干擾能力強。

微控制單元通過顯示驅(qū)動器與數(shù)碼管連接，顯示驅(qū)動器由微控制單元控制，用于連續(xù)動態(tài)掃描數(shù)碼管，動態(tài)掃描時間控制由單片機時鐘決定，本實用新型中采用每1ms刷新一個數(shù)碼管，4ms為一個周期。所述顯示驅(qū)動器包括相連的74HC595存儲器與C9013三極管，74HC595存儲器為8位移位芯片，有效解決單片機端口不足的問題。如圖6所示，所述數(shù)碼管共陰，其共陰端采用4個C9013三極管NPN型，增大驅(qū)動能力，使數(shù)碼管更加亮。

該新型數(shù)字顯示電流電壓表的外形如圖2所示，數(shù)值設(shè)定中，“↑”鍵可使閃爍數(shù)值增加，“↓”鍵可使閃爍數(shù)值減少，“←”鍵可使閃爍數(shù)值向左移動。數(shù)值修改后必須長按“E”鍵退出，以保存數(shù)值。短按或不按“E”鍵則不保存數(shù)值，再次進入時將顯示修改前數(shù)值。菜單列表如下表所示：

具體設(shè)定的操作示意圖如圖3所示，參數(shù)修改步驟如下：長按“E”鍵5秒鐘，待數(shù)碼管顯示框全暗，松開按鍵，進入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)，此時數(shù)碼管顯示框顯示“E1”，按一下“E”鍵進入報警值設(shè)置，看到數(shù)碼管最后一位在閃爍，按“↑”鍵加1，按住不動連續(xù)快速累加；按“↓”鍵減1，按住不動連續(xù)快速減數(shù)字。修改完成后，按一下“E”鍵確認(rèn)并且退出報警設(shè)置狀態(tài)。如果還需要修改其他參數(shù)，可以在參數(shù)名稱下，按“↑”或“↓”鍵來進入其他參數(shù)。設(shè)置完成后，最后長按“E”鍵5秒，保存所有參數(shù)，并返回工作狀態(tài)。

本實用新型的新型數(shù)字顯示電流電壓表的工作流程如圖7所示，首先電流電壓表讀取存儲在微控制單元中的原始數(shù)據(jù)，同時微控制單元、計量芯片、顯示驅(qū)動器、設(shè)限模塊、顯示驅(qū)動器進行初始化操作，設(shè)置設(shè)限模塊中報警值參數(shù)。然后電壓傳感器、電流傳感器進行數(shù)據(jù)測量，并將測量數(shù)據(jù)通過數(shù)碼管顯示出來，微控制單元判斷測量數(shù)據(jù)是否大于或等于設(shè)定的報警值，若是，則LED指示燈亮、蜂鳴器響，若否，則返回，電壓傳感器和電流傳感器繼續(xù)測量數(shù)據(jù)。

以上所述僅是本實用新型的部分實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進，這些改進應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。