專利名稱：非接觸式電網(wǎng)頻率測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電網(wǎng)頻率測(cè)試裝置，適用于測(cè)量電網(wǎng)的頻率。
現(xiàn)有的電網(wǎng)頻率測(cè)試儀都是接觸式的，即在測(cè)量電網(wǎng)頻率時(shí)，必須將該測(cè)試儀接入電網(wǎng)才能測(cè)量，這給實(shí)際測(cè)量工作帶來極大的不便，且測(cè)量精度低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大、造價(jià)高。
為了解決上述存在的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種非接觸式電網(wǎng)頻率測(cè)試裝置，該測(cè)試裝置在測(cè)量電網(wǎng)頻率時(shí)不必接入電網(wǎng)，只要將表頭對(duì)準(zhǔn)被測(cè)電網(wǎng)的光源，就能準(zhǔn)確地測(cè)出該電網(wǎng)的頻率，此外本實(shí)用新型還可用于測(cè)量轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速。本實(shí)用新型使用方便，且測(cè)量精度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，造價(jià)低。
本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。
本實(shí)用新型是由外殼、測(cè)試電路、凸透鏡，塑料透明罩蓋及電源組成的，外殼是由前殼和后殼組成的，前殼和后殼通過螺釘連接，外殼的頂端有一個(gè)開口，開口上方有一塑料罩蓋罩在其上，開口的下方有一凸透鏡，凸透鏡置于前殼和后殼之間，前殼上部有一數(shù)值顯示板，測(cè)試電路及電源置于外殼內(nèi)部，測(cè)試電路是由光電傳感電路、放大整形電路、倍頻電路、時(shí)基電路及A／D轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)顯示電路組成的，且依次串接后與電源聯(lián)接，光電傳感電路有一光電傳感器，它可以是光敏管，也可以是光電開關(guān)，光電傳感器置于后殼內(nèi)壁且位于凸透鏡下方，放大整形電路有一運(yùn)算放大器LM324和三極管3DK7C，倍頻電路有一鎖相環(huán)CC4046，計(jì)數(shù)器CC4024及與門CC4082，時(shí)基電路有一時(shí)間控制器CH279及晶振(32.768KHZ)，A／D轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)顯示電路有若干集成電路CC4518、CC4511及若干數(shù)碼管。其工作原理是將本實(shí)用新型頂部對(duì)準(zhǔn)被測(cè)電網(wǎng)的光源，通過頂部的凸透鏡聚光，使光線照射在光電傳感器上，在光電傳感器作用下，光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入到放大整形電路中，經(jīng)三極管3DK7C和運(yùn)算放大器LM324對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、整形及反相后輸入到倍頻電路中，經(jīng)鎖相環(huán)CC4046、計(jì)數(shù)器CC4024及與門CC4082對(duì)信號(hào)進(jìn)行倍頻后輸入通過時(shí)基電路(該電路開門時(shí)間為1秒)后進(jìn)入A／D轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)顯示電路，通過A／D轉(zhuǎn)換后驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管將信號(hào)數(shù)值顯示出來，從而便快速、準(zhǔn)確地測(cè)出該電網(wǎng)的頻率。
以下將通過具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1是本實(shí)用新型的主視圖。
圖2是圖1的左視圖。
圖3是圖1的俯視圖。
圖4是圖2的K向視圖。
圖5是本實(shí)用新型的電路方框圖。
圖6是本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖1至圖4中各符號(hào)的含義是1是前殼，2是塑料透明罩蓋，3是后殼，4是凸透鏡，5是支架，6是平面底座，7是電路板，8是推蓋，9是螺釘，10是貯存開關(guān)按紐，11是小燈泡支架，12是面板，13是測(cè)試開關(guān)按紐，14是光敏管支架，15是光敏管，16是顯示板，17是螺釘，18是螺釘，19是螺釘，20是拔動(dòng)開關(guān)，21是小燈泡，22是電池倉(cāng)。
圖6中K1為貯存開關(guān)，K2為測(cè)量開關(guān)，K3－1，K3－2，K3－3，K3－4為拔動(dòng)開關(guān)，LED為指示燈。
如圖1至圖4所示，本實(shí)用新型是由外殼，測(cè)試電路，凸透鏡，塑料透明罩蓋及電源組成的，外殼是由前殼1和后殼3組成的，它們通過螺釘9和螺釘17連接，外殼的頂端有一個(gè)開口，開口上方有一塑料透明罩蓋2罩在其上，開口的下方有一凸透鏡4，它置于前殼1和后殼3的凹槽內(nèi)，前殼1上部有一數(shù)值顯示板16；前殼1上部左側(cè)有一拔動(dòng)開關(guān)20，它是用于預(yù)置測(cè)量頻率和測(cè)量轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速，共分三檔，即上檔(電網(wǎng)頻率檔)，中檔(轉(zhuǎn)速檔，轉(zhuǎn)／分)，下檔(轉(zhuǎn)速檔，轉(zhuǎn)／秒)；前殼中部顯示板16的下方有兩個(gè)方孔，分別置有測(cè)試開關(guān)按紐13和貯存開關(guān)按紐10，面板12粘在上述兩個(gè)按紐及前殼1上。測(cè)試電路置于電路板7上，電路板7通過螺釘17和螺釘9固定于外殼內(nèi)部，測(cè)試電路有一光電傳感器，光電傳感器有一光敏管15，它通過光敏管支架14固定于平面底座6上，平面底座6固定在后殼3的中部，且光敏管15位于凸透鏡4的下方，便于接收經(jīng)凸透鏡4聚合的光線。在平面底座6上有一小燈泡21，它是用于測(cè)量轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速而設(shè)置的，小燈泡21是通過小燈泡支架11固定于平面底座6上，且小燈泡6位于光敏管15的下方。在后殼下部有一電池倉(cāng)22，內(nèi)裝4個(gè)1.5V的干電池，推蓋8置于電池倉(cāng)22上，在后殼3中部有一儀表支架5，它可使本實(shí)用新型工作時(shí)處于穩(wěn)定狀態(tài)。
如圖5、圖6所示，本實(shí)用新型的測(cè)試電路是由光電傳感電路，放大整形電路，倍頻電路，時(shí)基電路和A／D轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)顯示電路組成的，它們依次串接后與電源聯(lián)接，光電傳感電路負(fù)責(zé)接收光信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該電路有一光電傳感器，光電傳感器可以是光敏管3DV51，也可以是光電開關(guān)；放大整形電路主要對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大、整形及反相，它是由運(yùn)算放大器LM324、三極管3DK7C、電阻R1～R11及電容C2組成的；信頻電路主要是對(duì)信號(hào)進(jìn)行倍頻，它是由鎖相環(huán)CC4046、計(jì)數(shù)器CC4024、與門CC4082、電阻R13、R14、R15及電容C3、C4、C5組成的；時(shí)基電路主要用于構(gòu)成一個(gè)時(shí)間閘門，開門時(shí)間為1秒，它是由時(shí)間控制器CH279、晶振(32.768KHZ)、電阻R18、R19、R20、R21及電C7、C8、C9組成的，A／D轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)顯示電路其作用是將信號(hào)進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，并驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示出來，它是由4塊集成電路CC4511、兩塊集成電路CC4518及數(shù)碼管組成的。其工作原理是(1)測(cè)量電網(wǎng)頻率將拔動(dòng)開關(guān)20置于上檔(電網(wǎng)頻率檔)，將本裝置的頂部(表頭)對(duì)準(zhǔn)電網(wǎng)光源，按下測(cè)試開關(guān)按紐13，此時(shí)電網(wǎng)光源發(fā)出的光通過凸透鏡4聚光后照射在光敏管15上，經(jīng)光敏管15接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，輸入到放大整形電路，經(jīng)三極管3DK7C放大后經(jīng)運(yùn)算放大器LM324放大，整形后由⑧腳輸出給倍頻電路的鎖相環(huán)CC4046的 腳，同時(shí)使發(fā)光二極管LED發(fā)光，即指示燈亮。由于市電為正弦波，在一個(gè)周期內(nèi)有二個(gè)峰值，所以在一個(gè)周期內(nèi)觸發(fā)二次，經(jīng)整形輸出的實(shí)際值為2fi，所以應(yīng)進(jìn)行2分頻處理，即先對(duì)信號(hào)進(jìn)行50倍頻，然后在數(shù)碼管顯示部分將小數(shù)點(diǎn)向左移動(dòng)兩位，即實(shí)現(xiàn)“÷100”動(dòng)能，結(jié)果為2fi×50÷100＝fi，實(shí)現(xiàn)了2分頻功能，該功能是通過倍頻電路來完成的，由于拔動(dòng)開關(guān)20處于上檔，此時(shí)K3－1處a點(diǎn)與1點(diǎn)相連，K3－2處b點(diǎn)與1點(diǎn)相連，K3－3處c點(diǎn)與1點(diǎn)相連，K3－4處d點(diǎn)與1點(diǎn)相連，計(jì)數(shù)器4024的Q2、Q5、Q6、R分別與與門4082的A2、B2、C2、Y2相連，構(gòu)成了“÷50”的功能。鎖相環(huán)4046的工作原理是通過自身內(nèi)部振蕩輸出VCO0迫使輸出端PHI2信號(hào)的頻率與輸入信號(hào)PHI1的頻率一致，所以，為了使輸出端PHI2的信號(hào)頻率與輸入端PHI1的信號(hào)頻率fi相同，鎖相環(huán)4046的振蕩輸出VCO0的頻率f一定要等于50×2fi，因此f＝100fi，這樣經(jīng)放大后的信號(hào)加到鎖相環(huán)CC4046的 腳輸入端PHI1后，從其④腳得到50倍頻的信號(hào)100fi，此時(shí)數(shù)值顯示部分K3－4處的d點(diǎn)與1點(diǎn)相連，使第三位數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)發(fā)光，即實(shí)現(xiàn)了“÷100”功能，最終顯示數(shù)據(jù)為fi。倍頻后的信號(hào)輸入給時(shí)基電路的時(shí)間控制器CH279的②腳，由⑩腳輸出信號(hào)加到集成電路CC4518的CP端，將CP2的信號(hào)加到集成電路CC4511的LE端，清零信號(hào)R加到集成電路CC4518的Cr端，這樣信號(hào)就加到了A／D轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)顯示電路中，兩塊集成電路CC4518作多級(jí)串行計(jì)數(shù)，即將前級(jí)的Q4端接到后級(jí)的EN端，集成電路CC4518對(duì)時(shí)間控制器CH279輸出的信號(hào)CP1進(jìn)行計(jì)數(shù)，產(chǎn)生8421碼的“個(gè)”、“十”、“百”、“千”位上的4個(gè)代碼，集成電路CC4511具有鎖存和譯碼功能，它對(duì)8421碼進(jìn)行譯碼，并將其譯成七段筆劃代碼，從而驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示，并對(duì)數(shù)字進(jìn)行鎖存，當(dāng)時(shí)間控制器CH279的CP2端加到集成電路CC4511的LE一個(gè)脈沖，集成電路CC4511就將ABCD的8421碼鎖存起來，并譯碼顯示，當(dāng)按下貯存開關(guān)K1后，集成電路CC4511所鎖存的數(shù)值可以被再次顯示，從而實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)頻率的測(cè)量。(2)測(cè)量轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速將反射標(biāo)記貼在待測(cè)的轉(zhuǎn)體上，并將拔動(dòng)開關(guān)20置于中檔(轉(zhuǎn)速檔，轉(zhuǎn)／分)，或下檔(轉(zhuǎn)速檔，轉(zhuǎn)／分)，將本裝置的頂部(表頭)對(duì)準(zhǔn)反射標(biāo)記，按下測(cè)試開關(guān)按紐13，此時(shí)小燈泡發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡聚合后照射到待測(cè)轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)軸的反射標(biāo)記上，由反射標(biāo)記反射回來的光經(jīng)凸透鏡聚合后被光敏管接收，經(jīng)放大整形電路整形、放大后輸入到倍頻電路中，此時(shí)若拔動(dòng)開關(guān)20處于中檔(轉(zhuǎn)／分)，則a、b、c、d點(diǎn)均與2點(diǎn)相連，計(jì)數(shù)器CC4024同與門4082構(gòu)成“÷60”功能，則VCO0輸出頻率為fo＝60fi，顯示器顯示的數(shù)值為每分鐘的轉(zhuǎn)速；若拔動(dòng)開關(guān)20處于下檔(轉(zhuǎn)／秒)，則a、b、c、d均與3點(diǎn)相連，此時(shí)倍頻電路不工作，計(jì)數(shù)器CC4046輸出fo＝fi，所顯示數(shù)值為每秒的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速的測(cè)量。
權(quán)利要求1.一種電網(wǎng)頻率測(cè)試裝置，其特征是由外殼，測(cè)試電路，透鏡，塑料透明罩蓋及電源組成的，前殼和后殼通過螺釘連接，外殼的頂端有一個(gè)開口，開口上方有一塑料透明罩蓋罩在其上，開口的下方有一凸透鏡，凸透鏡置于前殼和后殼之間，前殼上部有一數(shù)值顯示板，測(cè)試電路及電源置于外殼內(nèi)部，測(cè)試電路是由光電傳感電路、放大整形電路、倍頻電路、時(shí)基電路及A/D轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)顯示電路組成的，且依次串接后與電源聯(lián)接，光電傳感電路有一光電傳感器，光電傳感器置于后殼內(nèi)壁上且位于凸透鏡下方，放大整形電路有一運(yùn)算放大器LM324和三極管3DK7C，倍頻電路有一鎖相環(huán)CC4046，計(jì)數(shù)器CC4024及與門CC4082，時(shí)基電路有一時(shí)間控制器CH279及晶振(32.768KHZ)，A/D轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)顯示電路有若干集成電路CC4518，若干集成電路CC4511及若干數(shù)碼管。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的電網(wǎng)頻率測(cè)試裝置，其特征是光電傳感器是光敏管3DV51。
3.根據(jù)權(quán)力要求1所述的電網(wǎng)頻率測(cè)試裝置，其特征是后殼3內(nèi)壁上有一小燈泡21，小燈泡21置于光敏管3DV51下方。
4.根據(jù)權(quán)力要求1或3所述的電網(wǎng)頻率測(cè)試裝置，其特征是前殼1左側(cè)有一拔動(dòng)開關(guān)20。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種非接觸式電網(wǎng)頻率測(cè)試裝置，它是由外殼，測(cè)試電路、凸透鏡、塑料透明罩蓋及電源組成的，凸透鏡位于外殼頂部，測(cè)試電路位于外殼內(nèi)部，測(cè)試電路是由光電傳感電路、放大整形電路、倍頻電路、時(shí)基電路及A/D轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)顯示電路組成的。本實(shí)用新型在測(cè)量電網(wǎng)頻率時(shí)不必接入電網(wǎng)，只要將表頭對(duì)準(zhǔn)被測(cè)電網(wǎng)的光源，就能準(zhǔn)確地測(cè)出該電網(wǎng)的頻率，此外本實(shí)用新型還可用于測(cè)量轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速。
文檔編號(hào)G01R23/00GK2116913SQ9220578
公開日1992年9月23日 申請(qǐng)日期1992年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月28日
發(fā)明者吳允才, 林勇 申請(qǐng)人:福光電子(國(guó)際)有限公司