專(zhuān)利名稱(chēng)：直流功率計(jì)量數(shù)字表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種計(jì)量?jī)x器，特別適用于電冶、電化等行業(yè)直流電耗考核使用的直流功率計(jì)量數(shù)字表。
背景技術(shù)：
中的直流功率計(jì)量數(shù)字儀表如北京無(wú)線電研究所89年研制生產(chǎn)的E10型，由(LF356)運(yùn)算放大器和(LM331)A／D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成直流電流模－數(shù)轉(zhuǎn)換回路，由(TIL117)光電耦合構(gòu)成電流轉(zhuǎn)換隔離回路，由(4069)六反向器、(4018)計(jì)數(shù)器和(ICL7135)雙積分式電壓－時(shí)間轉(zhuǎn)換器構(gòu)成直流電壓模－數(shù)轉(zhuǎn)換回路，由(4069)六反向器、(4023)三3輸入與非門(mén)、(4011)四2輸入與非門(mén)構(gòu)成時(shí)分割乘法器與量子化回路，由(7225)四位二－十進(jìn)制計(jì)數(shù)／鎖存／譯碼／驅(qū)動(dòng)器和四位LED數(shù)碼顯示器構(gòu)成瞬時(shí)顯示回路，由2只(4018)計(jì)數(shù)器和0.5個(gè)(LC7961)四位串行二－十進(jìn)制計(jì)數(shù)／譯碼器構(gòu)成累計(jì)顯示3600分頻回路，由1.5只(LC7961)四位串行二－十進(jìn)制計(jì)數(shù)／譯碼器、(1288)驅(qū)動(dòng)器和六位LED數(shù)碼顯示器構(gòu)成累計(jì)顯示回路，由3只(TIL117)光電耦合器構(gòu)成輸出口隔離回路，由2只(4518)雙二－十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和(4050)六同向驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成四位瞬時(shí)8421碼并行口，由2只(4018)計(jì)數(shù)器和(4518)雙二－十進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成累計(jì)口3600分頻回路，由3只(4518)雙二－十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和(4050)六同向驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成六位累計(jì)8421碼并行口，由變壓器、±5伏、±15伏、5伏構(gòu)成系統(tǒng)電源回路。整機(jī)共使用34只集成電路、144只支持元件，合計(jì)178只電子器件，體積210×105×300毫米，標(biāo)稱(chēng)精度0.5級(jí)。
被測(cè)直流電流信號(hào)，由電流模－數(shù)轉(zhuǎn)換回路轉(zhuǎn)換出脈沖頻率量經(jīng)隔離回路送至乘法器。被測(cè)直流電壓信號(hào)，由電壓模－數(shù)轉(zhuǎn)換回路轉(zhuǎn)換出時(shí)間量直接送至乘法器。兩個(gè)量經(jīng)乘法運(yùn)算得出的功率數(shù)字量同時(shí)送至量子化回路、累計(jì)顯示3600分頻回路、輸出口隔離回路。經(jīng)量子化處理的功率量送至瞬時(shí)顯示回路，在四位數(shù)碼顯示器上得到功率測(cè)量結(jié)果。3600分頻回路輸出的累計(jì)量送至累計(jì)顯示回路，在六位數(shù)碼顯示器上得到功率計(jì)量結(jié)果。經(jīng)口隔離回路的功率量同時(shí)送至四位瞬時(shí)8421碼并行口和累計(jì)口3600分頻回路，3600分頻回路輸出的累計(jì)量送至六位累計(jì)8421碼并行口，2個(gè)并行口供計(jì)算機(jī)管理使用。該儀表存在的主要問(wèn)題是1.電流轉(zhuǎn)換回路采用的LM331其線性度±0.03％，電壓轉(zhuǎn)換回路采用的ICL7135其線性度±0.02％，兩個(gè)模－數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的輸出量經(jīng)時(shí)分割乘法器后，系統(tǒng)精度只有0.5級(jí)而且穩(wěn)定性也較差。ICL7135轉(zhuǎn)換器是時(shí)間間隔采樣的，采樣速度約2.5次／秒，不能對(duì)輸入信號(hào)連續(xù)跟蹤，在線使用會(huì)損失一定的標(biāo)稱(chēng)精度、增加不明電量。
2.電壓轉(zhuǎn)換回路的ICL7135轉(zhuǎn)換出的時(shí)間量，如果采用隔離會(huì)使時(shí)間慢脈沖產(chǎn)生畸變，失去計(jì)量意義，故采取直接傳送給邏輯顯示回路。當(dāng)非共地的輸入信號(hào)與邏輯回路偶然發(fā)生高共模電壓時(shí)儀表立即損壞，使計(jì)量考核無(wú)法連續(xù)進(jìn)行。
3.四位瞬時(shí)8421碼并行口和六位累計(jì)8421碼并行口至少需要41根連線送出數(shù)據(jù)，眾多的連線容易造成數(shù)據(jù)混亂，使計(jì)算機(jī)的集中管理、在線檢驗(yàn)困難。
4.并行口使用7只集成電路，口前隔離使用3只光電耦合器，由6只集成電路構(gòu)成的2套3600分頻回路使系統(tǒng)復(fù)雜、元件多、體積大、故障率高。
本實(shí)用新型的目的，為了克服背景技術(shù)中不足，在儀表線路中1.轉(zhuǎn)換回路采用(ADVFC32系列)單片電壓－頻率轉(zhuǎn)換器和(AD651系列)單片同步電壓－頻率轉(zhuǎn)換器，組成兩個(gè)模－數(shù)轉(zhuǎn)換回路。
2.電壓－頻率轉(zhuǎn)換回路串接一個(gè)印刷阻抗轉(zhuǎn)換器；3.3600分頻回路的計(jì)數(shù)器，采用(MC14040)單片集成電路和四個(gè)開(kāi)關(guān)二極管；4.累計(jì)數(shù)碼顯示回路，計(jì)數(shù)／譯碼／驅(qū)動(dòng)器采用7片(4033)和7位LED數(shù)碼顯示器；5.5.5位瞬時(shí)數(shù)碼顯示回路的頻率處理器采用單片(7216)和6位LED數(shù)碼顯示器；6.量子化回路的計(jì)數(shù)／振蕩器，采用(4069)、(4017)2片集成電路；7.4.5位瞬時(shí)數(shù)碼顯示回路，采用(7961)、(62105)2片集成電路和5位LED數(shù)碼顯示器；構(gòu)成一種電路簡(jiǎn)單、元件少、體積小、故障率低、精度高的直流功率計(jì)量數(shù)字表。
本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種直流功率計(jì)量數(shù)字表，由電流信號(hào)前級(jí)緩沖放大回路串接電壓－頻率轉(zhuǎn)換回路，經(jīng)光電隔離回路連接電壓－頻率轉(zhuǎn)換－乘法回路，其輸入端串接電壓信號(hào)前級(jí)緩沖放大回路，其輸出端經(jīng)光電隔離回路連接端口驅(qū)動(dòng)回路，3600分頻回路和5.5位瞬時(shí)數(shù)碼顯示回路或量子化回路，量子化回路串接4.5位瞬時(shí)數(shù)碼顯示回路，3600分頻回路串接100／10分頻回路，100／10分頻回路串接7位累計(jì)數(shù)碼顯示回路，電源回路組成，其特征在于(參照附圖)電壓－頻率轉(zhuǎn)換回路(2)或(13)的轉(zhuǎn)換器，采用單片IC2(ADVFC32系列)集成電路，與其連接的電器元件有輸入電阻R2－2，積分電阻R2－1，滿(mǎn)度調(diào)整電位器W2－1，積分電容C2－1，定時(shí)電容C2－2以及四只去耦電容C2－3、C2－4、C2－5、C2－6，在電壓－頻率轉(zhuǎn)換回路(13)中連接一個(gè)印刷阻抗轉(zhuǎn)換器K13；電壓－頻率轉(zhuǎn)換－乘法回路(5)的轉(zhuǎn)換器，采用單片IC5(AD651系列)集成電路，與其連接的電器元件有滿(mǎn)度調(diào)整電位器W5－1，濾波電容C5－1，積分電容C5－2，反向輸入保護(hù)二極管D5－1和四個(gè)去耦電容C5－3、C5－4、C5－5、C5－6；3600分頻回路(8)的12級(jí)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，采用IC8(MC14040)集成電路，與其連接的電器元件有電平電阻R8－1和四個(gè)開(kāi)關(guān)二極管D8－1、D8－2、D8－3、D8－4；7位累計(jì)數(shù)碼顯示回路(10)的7片計(jì)數(shù)／譯碼／驅(qū)動(dòng)器采用(4033)集成電路，與其連接的電器元件有置零電阻R10－1，置零電容C10－1，放電二極管D10－1和7位LED數(shù)碼顯示器；5.5位瞬時(shí)數(shù)碼顯示回路(11)的頻率處理器，采用IC11(7216)集成電路，與其連接的電器元件有晶體JD11－1，振蕩電容C11－1、C11－2，振蕩電阻R11－1，兩只去耦電容C11－3、C11－4，三只限流電阻R11－2、R11－3、R11－4和6位LED數(shù)碼顯示器；量子化回路(16)的計(jì)數(shù)／振蕩器采用IC16－1(4060)集成電路和IC16－2(4017)集成電路，與其連接的電器元件有晶體JD16－1，振蕩電阻R16－1，振蕩電容C16－1、C16－2，時(shí)間脈沖加法二極管D16－1、D16－2，加法電阻R16－4，微分電容C16－3、C16－4，微分電阻R16－2、R16－3，箝位二極管D16－3、D16－4和四2輸入與門(mén)IC16－3(4081)；4.5位瞬時(shí)數(shù)碼顯示回路(17)的4位計(jì)數(shù)／譯碼／驅(qū)動(dòng)器采用IC17－1(7961)、IC17－2(62105)集成電路，與其連接的電器元件有限流電阻R17－4～R17－10、R17－3，耦合電容C17－1、C17－2，吊電平電阻R17－1、R17－2，四2輸入與非門(mén)IC17－3(4011)和5位LED數(shù)碼顯示器；電壓－頻率轉(zhuǎn)換回路(2)或(13)轉(zhuǎn)換出的脈沖頻率是電壓－頻率轉(zhuǎn)換－乘法回路(5)輸出滿(mǎn)度頻率的2～3倍。
本實(shí)用新型所給出的直流功率計(jì)量數(shù)字表與背景技術(shù)功率計(jì)量數(shù)字表比有如下技術(shù)效果1.由于采用ADVFC32系列單片電壓－頻率轉(zhuǎn)換器和AD651系列單片同步電壓－頻率轉(zhuǎn)換器，組成2個(gè)模－數(shù)轉(zhuǎn)換回路，性能穩(wěn)定，在線使用中不會(huì)有標(biāo)稱(chēng)精度損失增加不明電量；2.由于儀表的模－數(shù)轉(zhuǎn)換回路輸出都是串行脈沖頻率，脈沖的個(gè)數(shù)與輸入信號(hào)有關(guān)，插入2個(gè)隔離回路解決了2個(gè)被測(cè)信號(hào)非共地、被測(cè)信號(hào)與邏輯回路非共地可能存在的高共模電壓對(duì)儀表的損害；3.由于儀表的瞬時(shí)口與累計(jì)口采用串行脈沖方式，只需2對(duì)線送出數(shù)據(jù)，方便了計(jì)算機(jī)的集中管理，紅外線口給在線校驗(yàn)提供了方便；4.儀表使用2只光電耦合器，各輸出口和小數(shù)點(diǎn)閃光驅(qū)動(dòng)合用一只(4050)六同向驅(qū)動(dòng)器，使用一個(gè)由(MC14040)單片12位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成的3600分頻回路，電路簡(jiǎn)單，元件少，體積小，故障率低；5.儀表具有5.5位瞬時(shí)顯示，7位累計(jì)顯示，顯示器自動(dòng)清無(wú)效零，累計(jì)小數(shù)點(diǎn)閃光指示，累計(jì)數(shù)據(jù)掉電保護(hù)，使儀表讀數(shù)直觀，維修方便；6.整機(jī)共使用22只集成電路，108只支持元件，合計(jì)130只電子器件，體積160×80×180毫米，標(biāo)稱(chēng)精度0.01級(jí)，適當(dāng)改動(dòng)可成為低成本0.05級(jí)、4.5位瞬數(shù)碼顯示、7位累計(jì)數(shù)碼顯示的直流功率計(jì)量數(shù)字表。
以下結(jié)合本實(shí)用新型，給出實(shí)施例附圖，對(duì)直流功率計(jì)量數(shù)字表作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1是0.01級(jí)直流功率計(jì)量數(shù)字表電路原理圖；圖2是由圖1改為0.05級(jí)直流功率計(jì)量數(shù)字表更換部分的電路原理圖。
圖中其統(tǒng)一標(biāo)號(hào)為前級(jí)緩沖放大回路(1)、(4)，電壓－頻率轉(zhuǎn)換回路(2)或(13)，電壓－頻率轉(zhuǎn)換－乘法回路(5)，光電隔離回路(3)或(14)、(6)或(15)，端口驅(qū)動(dòng)回路(7)，3600分頻回路(8)，100／10分頻回路(9)，7位累計(jì)數(shù)碼顯示回路(10)，5.5位或4.5位瞬時(shí)數(shù)碼顯示回路(11)或(17)，量子化回路(16)，電源回路(12)。
A.參照?qǐng)D1，0.01級(jí)直流功率計(jì)量數(shù)字表的電路由12部分組成。兩個(gè)相同的電壓、電流前級(jí)緩沖放大回路(1)、(4)，以(1)為例由分壓電阻R1－1、R1－2，分流電阻R1－3，比例電阻R1－6、R1－7，平衡電阻R1－4、R1－5，調(diào)零電位器W1－1，濾波電容C1－1、C1－2，去耦電容C1－3、C1－4和運(yùn)算放大器IC1(OP07)構(gòu)成。電壓－頻率轉(zhuǎn)換回路(2)，由輸入電阻R2－2，積分電阻R2－1，滿(mǎn)度調(diào)整電位器W2－1，積分電容C2－1，定時(shí)電容C2－2，轉(zhuǎn)換器IC2(VFC320)和4只去耦電容構(gòu)成。光電隔離回路(3)，由限流電阻R3－1、R3－2、R3－3，去耦電容C3－1，穩(wěn)壓二極管D3－1和光電耦合器IC3(6N137)構(gòu)成。電壓－頻率轉(zhuǎn)換－乘法回路(5)由滿(mǎn)度調(diào)整電位器W5－1，濾波電容C5－1，積分電容C5－2，反向輸入保護(hù)二極管D5－1，轉(zhuǎn)換器IC5(AD651系列)和四個(gè)去耦電容構(gòu)成。光電隔離回路(6)，由限流電阻R6－1、R6－2、R6－3，驅(qū)動(dòng)管G6－1，去耦電容C6－1和光電耦合器IC6(6N137)構(gòu)成。端口驅(qū)動(dòng)回路(7)，由掉電保護(hù)二極管D7－1、D7－2，限流電阻R7－1、R7－2，紅外發(fā)射管D7－1構(gòu)成，六同向驅(qū)動(dòng)器IC7(4050)的9、10腳作緩沖器，11、12腳作紅外線驅(qū)動(dòng)器，7、6腳作瞬時(shí)口，2～5腳作雙路累計(jì)口，14、15腳作小數(shù)點(diǎn)閃光驅(qū)動(dòng)器。3600分頻回路(8)，由12級(jí)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器IC8(MC14040)、電平電阻R8－1和4個(gè)開(kāi)關(guān)二極管構(gòu)成。100／10分頻回路(9)，由匹配二極管D9－1、負(fù)載電阻R9－1和雙二－十進(jìn)制計(jì)數(shù)器IC9(4518)構(gòu)成。7位累計(jì)數(shù)碼顯示回路(10)，由置零電阻R10－1、置零電容C10－1、放電二極管D10－1、7片計(jì)數(shù)／譯碼／驅(qū)動(dòng)器IC10(4033)和7位LED數(shù)碼顯示器構(gòu)成。5.5位瞬時(shí)數(shù)碼顯示回路(11)，由晶體JD11－1，振蕩電容C11－1、C11－2，振蕩電阻R11－1，去耦電容C11－3、C11－4，頻率處理器IC11(7216)，6位LED數(shù)碼顯示器和3只限流電阻R11－2～4構(gòu)成。電源回路(12)，由電源變壓器B，輸入組，5V組，±15Va組、±15Vb組構(gòu)成。
接通～220伏電源，電路進(jìn)入初始化狀態(tài)，7位累計(jì)數(shù)碼顯示回路(10)和100／10分頻回路(9)在C10－1和R10－1作用下置零，5.5位瞬時(shí)顯示回路(11)自動(dòng)置零，全部數(shù)碼顯示器無(wú)效零息滅，電路進(jìn)入工作狀態(tài)。
被測(cè)直流電流信號(hào)或由電流信號(hào)變換來(lái)的電壓信號(hào)引入(1)的輸入端IN1，經(jīng)R1－3分流或R1－1、R1－2分壓在R1－3兩端產(chǎn)生1伏以?xún)?nèi)的電壓，該電壓經(jīng)C1－1濾波，通過(guò)R1－4進(jìn)入IC1的同相輸入端3腳進(jìn)行放大，由R1－6、R1－7把放大的電壓按比例通過(guò)R1－5反饋到反向輸入端2腳，來(lái)控制回路的放大倍數(shù)，被放大的電壓由6腳輸出，經(jīng)C1－2濾波送至(2)經(jīng)R2－2加載、由W2－1調(diào)整、通過(guò)R2－1進(jìn)入IC2的1腳，在C2－1、C2－2的支持下，IC2把電壓轉(zhuǎn)換成與之正比的脈沖頻率并由7腳輸出送至(3)、IC3的3腳，隔離后由6腳輸出送至(5)、IC5的10腳。被測(cè)直流電壓信號(hào)引入(4)的輸入端IN2，經(jīng)分壓在R4－3兩端產(chǎn)生1伏以?xún)?nèi)的電壓進(jìn)入IC4的3腳，放大后由6腳輸出送至(5)經(jīng)W5－1調(diào)整、C5－1濾波，送至IC5的7腳在C5－2的支持下把電壓轉(zhuǎn)換成與之正比的脈沖頻率同10腳的脈沖頻率在其內(nèi)部相乘，由11腳輸出2個(gè)脈沖頻率的乘積－功率量脈沖頻率送至(6)，由G6－1驅(qū)動(dòng)IC6的2腳隔離后，由6腳輸出送至(7)、IC7的9腳經(jīng)整形由10腳輸出，同時(shí)送至IC7的11、7腳、(8)IC8的10腳、(11)IC11的28腳。IC7的12腳通過(guò)R7－1驅(qū)動(dòng)D7－3，D7－3向外發(fā)射紅外線脈沖供在線校驗(yàn)使用。IC7的6腳輸出瞬時(shí)功率脈沖供計(jì)算機(jī)使用。(11)IC11，在JD11－1、C11－1、C11－2、R11－1提供的標(biāo)準(zhǔn)頻率支持下，完成功率量脈沖的頻率處理驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼顯示器顯示出5.5位功率測(cè)量結(jié)果。(8)IC8在D8－1～D8－4、R8－1構(gòu)成封閉門(mén)的支持下，完成3600分頻，由1腳輸出送入(9)，經(jīng)D9－1降電平匹配、R9－1加載，同時(shí)送至(7)IC7的3、5、14腳、IC9的1腳。由IC7的2、4腳輸出雙路累計(jì)功率量脈沖供計(jì)算機(jī)管理使用。(9)、IC9進(jìn)行100或10分頻，由K9控制，送至(10)、IC10－1的1腳。(10)的IC10－1對(duì)累計(jì)量功率脈沖進(jìn)行二－十進(jìn)制計(jì)數(shù)／譯碼，驅(qū)動(dòng)第一位累計(jì)數(shù)碼顯示器顯示，其溢出信號(hào)由5腳輸出，送入IC10－2的1腳，以此類(lèi)推構(gòu)成7位LED數(shù)碼顯示，指示出功率計(jì)量結(jié)果。
B.參照?qǐng)D2，低成本0.05級(jí)直流功率計(jì)量數(shù)字表的電路由12部分組成。電壓－頻率轉(zhuǎn)換回路(13)，由分壓電阻R13－1、R13－2，分流電阻R13－3，濾波電容C13－1，印刷阻抗轉(zhuǎn)換器K13，滿(mǎn)度調(diào)整電位器W13－1，積分電阻R13－4，調(diào)零電位器W13－2，調(diào)零電阻R13－5，積分電容C13－2，定時(shí)電容C13－3，電壓－頻率轉(zhuǎn)換器IC13(ADVFC32系列)和4只去耦電容構(gòu)成。光電隔離回路(14)，由光電耦合器IC14(TIL117)和2只限流電阻構(gòu)成。光電隔離回路(15)，由限流電阻R15－1、R15－2、R15－3，驅(qū)動(dòng)管G15－1，光電耦合器IC15(TIL117)和2只去耦電容構(gòu)成。量子化回路(16)，由晶體JD16－1，振蕩電阻R16－1，振蕩電容C16－1、C16－2，14位二進(jìn)制計(jì)數(shù)／振蕩器IC16－1(4060)，十進(jìn)制計(jì)數(shù)器IC16－2(4017)，時(shí)間脈沖加法二極管D16－1、D16－2，加法電阻R16－4，微分電容C16－3、C16－4，微分電阻R16－2、R16－3，箝位二極管D16－3、D16－4，四2輸入與門(mén)IC16－3(4081)構(gòu)成。4.5位數(shù)碼顯示回路(17)，由4位計(jì)數(shù)／譯碼／驅(qū)動(dòng)器IC17－1(7961)，位選驅(qū)動(dòng)器IC17－2(62105)，限流電阻R17－4～10、R17－3，四2輸入與非門(mén)IC17－3(4011)，耦合電容C17－1、C17－2，吊電平電阻R17－1、R17－2和5位LED數(shù)碼顯示器構(gòu)成?；芈?4)、(5)、(7)、(8)、(9)、(10)、(12)。
附圖1，刪掉回路(1)、(2)、(3)、(6)、(11)，把附圖2的回路(13)、(14)、(15)、(16)、(17)對(duì)應(yīng)A、B、C、D各點(diǎn)接入圖1中。被測(cè)直流電流信號(hào)或由電流信號(hào)變換來(lái)的電壓信號(hào)，引入(13)的輸入端IN3，經(jīng)R13－3分流或R13－1、R13－2分壓，C13－1濾波，通過(guò)K13進(jìn)入IC13的14腳或通過(guò)W13－1、R13－4進(jìn)入IC13的1腳，IC13在R13－4、C13－2、C13－3的支持下把電壓轉(zhuǎn)換成與之正比的脈沖頻率，由7腳輸出送至(14)、IC14的2腳，隔離后由5腳輸出送至(5)、IC5的10腳同IC5轉(zhuǎn)換的脈沖頻率在其內(nèi)部相乘，乘積送入(15)G15－1驅(qū)動(dòng)IC15的2腳隔離后6腳輸出送至(7)IC7的9腳。(16)中JD16－1、由6腳輸出，經(jīng)C1－2濾波送至(2)經(jīng)R2－2加載、由W2－1調(diào)整、通過(guò)R2－1進(jìn)入IC2的1腳，在C2－1、C2－2的支持下，IC2把電壓轉(zhuǎn)換成與之正比的脈沖頻率并由7腳輸出送至(3)、IC3的3腳，隔離后由6腳輸出送至(5)、IC5的10腳。被測(cè)直流電壓信號(hào)引入(4)的輸入端IN2，經(jīng)分壓在R4－3兩端產(chǎn)生1伏以?xún)?nèi)的電壓進(jìn)入IC4的3腳，放大后由6腳輸出送至(5)經(jīng)W5－1調(diào)整、C5－1濾波，送至IC5的7腳在C5－2的支持下把電壓轉(zhuǎn)換成與之正比的脈沖頻率同10腳的脈沖頻率在其內(nèi)部相乘，由11腳輸出2個(gè)脈沖頻率的乘積－功率量脈沖頻率送至(6)，由G6－1驅(qū)動(dòng)IC6的2腳隔離后，由6腳輸出送至(7)、IC7的9腳經(jīng)整形由10腳輸出，同時(shí)送至IC7的11、7腳、(8)IC8的10腳、(11)IC11的28腳。IC7的12腳通過(guò)R7－1驅(qū)動(dòng)D7－3，D7－3向外發(fā)射紅外線脈沖供在線校驗(yàn)使用。IC7的6腳輸出瞬時(shí)功率脈沖供計(jì)算機(jī)使用。(11)IC11，在JD11－1、C11－1、C11－2、R11－1提供的標(biāo)準(zhǔn)頻率支持下，完成功率量脈沖的頻率處理驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼顯示器顯示出5.5位功率測(cè)量結(jié)果。(8)IC8在D8－1～D8－4、R8－1構(gòu)成封閉門(mén)的支持下，完成3600分頻，由1腳輸出送入(9)，經(jīng)D9－1降電平匹配、R9－1加載，同時(shí)送至(7)IC7的3、5、14腳、IC9的1腳。由IC7的2、4腳輸出雙路累計(jì)功率量脈沖供計(jì)算機(jī)管理使用。(9)、IC9進(jìn)行100或10分頻，由K9控制，送至(10)、IC10－1的1腳。(10)的IC10－1對(duì)累計(jì)量功率脈沖進(jìn)行二－十進(jìn)制計(jì)數(shù)／譯碼，驅(qū)動(dòng)第一位累計(jì)數(shù)碼顯示器顯示，其溢出信號(hào)由5腳輸出，送入IC10－2的1腳，以此類(lèi)推構(gòu)成7位LED數(shù)碼顯示，指示出功率計(jì)量結(jié)果。
B.參照?qǐng)D2，低成本0.05級(jí)直流功率計(jì)量數(shù)字表的電路由12部分組成。電壓－頻率轉(zhuǎn)換回路(13)，由分壓電阻R13－1、R13－2，分流電阻R13－3，濾波電容C13－1，印刷阻抗轉(zhuǎn)換器K13，滿(mǎn)度調(diào)整電位器W13－1，積分電阻R13－4，調(diào)零電位器W13－2，調(diào)零電阻R13－5，積分電容C13－2，定時(shí)電容C13－3，電壓－頻率轉(zhuǎn)換器IC13(ADVFC32系列)和4只去耦電容構(gòu)成。光電隔離回路(14)，由光電耦合器IC14(TIL117)和2只限流電阻構(gòu)成。光電隔離回路(15)，由限流電阻R15－1、R15－2、R15－3，驅(qū)動(dòng)管G15－1，光電耦合器IC15(TIL117)和2只去耦電容構(gòu)成。量子化回路(16)，由晶體JD16－1，振蕩電阻R16－1，振蕩電容C16－1、C16－2，14位二進(jìn)制計(jì)數(shù)／振蕩器IC16－1(4060)，十進(jìn)制計(jì)數(shù)器IC16－2(4017)，時(shí)間脈沖加法二極管D16－1、D16－2，加法電阻R16－4，微分電容C16－3、C16－4，微分電阻R16－2、R16－3，箝位二極管D16－3、D16－4，四2輸入與門(mén)IC16－3(4081)構(gòu)成。4.5位數(shù)碼顯示回路(17)，由4位計(jì)數(shù)／譯碼／驅(qū)動(dòng)器IC17－1(7961)，位選驅(qū)動(dòng)器IC17－2(62105)，限流電阻R17－4～10、R17－3，四2輸入與非門(mén)IC17－3(4011)，耦合電容C17－1、C17－2，吊電平電阻R17－1、R17－2和5位LED數(shù)碼顯示器構(gòu)成?；芈?4)、(5)、(7)、(8)、(9)、(10)、(12)。
附圖1，刪掉回路(1)、(2)、(3)、(6)、(11)，把附圖2的回路(13)、(14)、(15)、(16)、(17)對(duì)應(yīng)A、B、C、D各點(diǎn)接入圖1中。被測(cè)直流電流信號(hào)或由電流信號(hào)變換來(lái)的電壓信號(hào)，引入(13)的輸入端IN3，經(jīng)R13－3分流或R13－1、R13－2分壓，C13－1濾波，通過(guò)K13進(jìn)入IC13的14腳或通過(guò)W13－1、R13－4進(jìn)入IC13的1腳，IC13在R13－4、C13－2、C13－3的支持下把電壓轉(zhuǎn)換成與之正比的脈沖頻率，由7腳輸出送至(14)、IC14的2腳，隔離后由5腳輸出送至(5)、IC5的10腳同IC5轉(zhuǎn)換的脈沖頻率在其內(nèi)部相乘，乘積送入(15)G15－1驅(qū)動(dòng)IC15的2腳隔離后6腳輸出送至(7)IC7的9腳。(16)中JD16－1、R16－1、C16－1、C16－2在IC16－1的10、11腳支持下，提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)脈沖頻率，經(jīng)IC16－1分頻得到一個(gè)周期1秒脈沖寬度0.5秒的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間脈沖，由3腳送至IC16－2的14腳，IC16－2的2腳首先輸出一個(gè)0.5秒寬度的脈沖隨后4腳也輸出一個(gè)同樣的脈沖，這兩個(gè)脈沖由D16－1、D16－2相加，在R16－4上得到一個(gè)1秒的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間門(mén)信號(hào)送至IC16－3的8腳對(duì)其9腳來(lái)的功率量脈沖進(jìn)行量子化處理，由11腳輸出送至(17)、IC17－1的6腳供計(jì)數(shù)。IC16－2在7腳輸出一個(gè)0.5秒寬脈沖引入C16－4的一端，電容兩端電壓不能突變，故在其另一端電阻R16－3上得到雙向尖峰脈沖，D16－4的單向?qū)щ婓榈艏夥迕}沖的負(fù)向，正向送至IC16－3的1、2腳，由3腳輸出送至(17)、IC17－1的8腳作寄存信號(hào)。IC16－2的3腳輸出一個(gè)脈寬為0.5秒寬脈沖通過(guò)C16－3、R16－2、D16－3加工(原理同上)送至IC16－3的5、6腳，由4腳輸出送至(17)、IC17－1的7腳作置零信號(hào)，三個(gè)信號(hào)的周期均為2秒，時(shí)序按門(mén)信號(hào)－寄存信號(hào)－置零信號(hào)排列。(17)、IC17－1對(duì)其6腳的量子化功率量脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)、寄存、譯碼，在寄存信號(hào)和置零信號(hào)與IC17－2的支持下，通過(guò)R17－4～10完成對(duì)4位LED數(shù)碼顯示器掃描，顯示出4位測(cè)量結(jié)果。5伏電源由R17－3限流通過(guò)K16驅(qū)動(dòng)小數(shù)點(diǎn)指示。IC17－1、12腳輸出的溢出信號(hào)，通過(guò)C17－1耦合觸發(fā)IC17－3的13腳(IC17－3接成RS觸發(fā)器)使其翻轉(zhuǎn)，在3、4腳輸出高電平琵動(dòng)高位數(shù)碼顯示器顯示，當(dāng)置零信號(hào)由C17－2耦合觸發(fā)IC17－3的8腳使其翻回，高位數(shù)碼顯示器熄滅，從而完成4.5位數(shù)碼顯示的功率量測(cè)量。
附圖1、附圖2、K9、K10、K11、K13、K17是線路板印刷接點(diǎn)，K9－2、K9－4通，K9－1、K9－3斷，(9)為10分頻，反之為100分頻。K10各點(diǎn)相應(yīng)通斷調(diào)整(10)、7位累計(jì)數(shù)碼顯示清無(wú)效零位數(shù)和閃光小數(shù)點(diǎn)移位。K11各點(diǎn)相應(yīng)通斷調(diào)整(11)、5.5位瞬時(shí)數(shù)碼顯示清無(wú)效零位數(shù)和小數(shù)點(diǎn)位移。K13的1與2通，3與4通、(13)的IC13是低阻輸入，1與3通、2與4通是高阻輸入。K17各點(diǎn)相應(yīng)通斷調(diào)整(17)、4.5位瞬時(shí)數(shù)碼顯示小數(shù)點(diǎn)位移。
直流功率計(jì)量數(shù)字表的電壓－頻率轉(zhuǎn)換回路(2)、(13)轉(zhuǎn)換的脈沖頻率應(yīng)是同步電壓－頻率轉(zhuǎn)換回路(5)輸出滿(mǎn)度的2～3倍。
電源回路(12)，電源變壓器B各繞組和光電隔離回路(3)、(6)、(14)、(15)的光電耦合器IC3、IC6、IC14、IC15的絕緣耐壓，應(yīng)選在被測(cè)信號(hào)最高電壓值的2倍加1000伏以上。
權(quán)利要求1.一種直流功率計(jì)量數(shù)字表，它是由前級(jí)緩沖放大回路(1)串接電壓-頻率轉(zhuǎn)換回路(2)或(13)、(2)或(13)經(jīng)光電隔離回路(3)或(14)連接電壓-頻率轉(zhuǎn)換-乘法回路(5)，(5)的輸入端串接在前級(jí)緩沖放大回路(4)的運(yùn)算放大器輸出端、(5)的輸出端串接光電隔離回路(6)或(15)，(6)或(15)連接端口驅(qū)動(dòng)回路(7)、3600分頻回路(8)和5.5位瞬時(shí)數(shù)碼顯示回路(11)或者量子化回路(16)，(16)串接4.5位瞬時(shí)數(shù)碼顯示回路(17)，3600分頻回路(8)串接100/10分頻回路(9)，(9)串接7位累計(jì)數(shù)碼顯示回路(10)，電源回路(12)組成，其特征在于a.電壓-頻率轉(zhuǎn)換回路(2)或(13)的轉(zhuǎn)換器，采用(ADVFC32系列)單片集成電路；b.電壓-頻率轉(zhuǎn)換-乘法回路(5)的轉(zhuǎn)換器，采用(AD651系列)單片集成電路；c.3600分頻回路(8)的計(jì)數(shù)器，采用(MC14040)單片集成電路和四個(gè)開(kāi)關(guān)二極管；d.7位累計(jì)數(shù)碼顯示回路(10)的計(jì)數(shù)/譯碼/驅(qū)動(dòng)器，采用7片(4033)集成電路；e.5.5位瞬時(shí)數(shù)碼顯示回路(11)的頻率處理器，采用(7216)單片集成電路；f.量子化回路(16)的計(jì)數(shù)/振蕩器，采用(4069)、(4017)2片集成電路；g.4.5位瞬時(shí)數(shù)碼顯示回路(17)的4位計(jì)數(shù)/譯碼/驅(qū)動(dòng)器，采用(7961)、(62105)2片集成電路；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流功率計(jì)量數(shù)字表，其特征在于在電壓－頻率轉(zhuǎn)換回路(13)中串接一個(gè)印刷阻抗轉(zhuǎn)換器K13；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流功率計(jì)量數(shù)字表，其特征在于電壓－頻率轉(zhuǎn)換回路(2)或(13)轉(zhuǎn)換出的脈沖頻率是電壓－頻率轉(zhuǎn)換－乘法回路(5)輸出滿(mǎn)度頻率的2～3倍。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高精度直流功率計(jì)量數(shù)字表和低成本直流功率計(jì)量數(shù)字表，適用于電冶、電化等行業(yè)直流電耗考核使用。它是由電壓-頻率轉(zhuǎn)換器ADVFC32系列、同步電壓-頻率轉(zhuǎn)換器AD651系列構(gòu)成電壓-頻率轉(zhuǎn)換-乘法系統(tǒng)，由MC14040單片集成塊構(gòu)成3600分頻回路。該儀表具有7位累計(jì)數(shù)碼顯示，5.5位或4.5位瞬時(shí)顯示，顯示器自動(dòng)清無(wú)效零、累計(jì)小數(shù)點(diǎn)閃光指示，紅外線脈沖頻率輸出口，瞬時(shí)和累計(jì)串行脈沖輸出口。
文檔編號(hào)G01R21/133GK2204425SQ94230448
公開(kāi)日1995年8月2日 申請(qǐng)日期1994年10月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月19日
發(fā)明者左興海 申請(qǐng)人:撫順?shù)X廠