數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表的制作方法

時間：2026/1/26閱讀：29

　　本實用新型涉及電力儀表領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表。

　　背景技術(shù)：

　　多功能電能表，是指除計量有功(無功)功率外，還具有分時、測量電量等兩種以上的功能，并能顯示，存儲和輸出數(shù)據(jù)的電能表。目前，對于傳統(tǒng)的多功能電能表用來測量電能時，一般有兩種方法(I)使用專用的電能計量IC和數(shù)字信號處理DSP或者微控制單元MCU對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；(2 )前端使用模數(shù)轉(zhuǎn)換AD芯片進(jìn)行采樣數(shù)據(jù)，后端使用現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。如果采用(I)的方法，就不能滿足多功能電能表測量諧波等電能量數(shù)據(jù)的需求；如果使用(2)純硬件的方法，就還需額外的微控制單元MCU來處理顯示、通訊等控制功能，從而就增加了硬件成本

　　實用新型內(nèi)容

　　本實用新型實施例的目的是提供一種數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表，能夠測量電流、電壓、功率、電量、諧波等電能數(shù)據(jù)，具有精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、讀數(shù)清晰、體積小、易于安裝和操作、抗震、耐用等特點。本實用新型實施例提供的一種數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表，包括絕緣外殼和位于所述外殼內(nèi)部的控制電路板；所述控制電路板包括電源采樣板、主板和輸入輸出板；所述電源采樣板和所述輸入輸出板分別與所述主板通過插針電相連；所述電源采樣板，用于采集電壓、電流的模擬信號并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳輸至所述主板；所述主板，用于對所述數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表總體控制，同時通過接收的數(shù)字信號計算出電流、電壓、功率、電量、諧波值并且顯示出來；所述輸入輸出板，用來提供信息的輸入輸出通道。可選的，所述電源采樣板采用美國ADI公司的AD73360芯片作為核心芯片?？蛇x的，所述主板采用LPC2136芯片作為主控芯片?？蛇x的，所述電源采樣板上還設(shè)置有電壓互感器、電流互感器、信號調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器?？蛇x的，所述主板上還設(shè)置有顯示模塊；所述顯示模塊包括兩個LED驅(qū)動芯片ZLG7290、三個按鍵和三個LED管?？蛇x的，所述輸入輸出版中設(shè)置有一個485通訊接口、兩個輸出端口和三個輸入端口。由上可見，應(yīng)用本實用新型實施例的技術(shù)方案，是為了解決多功能電能表測量電流、電壓、功率、諧波等電能量的要求，同時減少一個微控制單元MCU，同時降低硬件復(fù)雜度和成本的要求，采用簡單的三塊板，即電源采樣板、主板和輸入輸出板，其中，所述電源采樣板的核心芯片AD73360用于采集電壓、電流的模擬信號并且轉(zhuǎn)換為16位的數(shù)字信號，然后傳輸至所述主板的主控芯片LPC2136，所述主控芯片LPC2136將接收到的數(shù)字信號進(jìn)行處理，同時對整個數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表總體控制，不僅可以滿足測量諧波等電能量的要求，同時也降低了產(chǎn)品的成本。

　　此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定，在附圖中圖I為本實用新型實施例提供的一種數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實用新型實施例提供的一種數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表中的電源采樣板的電路原理圖。

　　具體實施方式

　　下面將結(jié)合附圖以及具體實施例來詳細(xì)說明本實用新型，在此本實用新型的示意性實施例以及說明用來解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。實施例如圖I所示，本實用新型所述的數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表，包括卷元外殼和位于所述外殼內(nèi)部的控制電路板，所述控制電路板包括電源采樣板I、主板2和輸入輸出板3，所述電源采樣板I和所述輸入輸出板3分別與所述主板2通過插針電相連。其中，所述電源采樣板I采用美國ADI公司的AD73360芯片作為核心芯片，用于采集電壓、電流的模擬信號，并且轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳輸至所述主板2。所述電源采樣板I還設(shè)置有電壓互感器、電流互感器、信號調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述電壓互感器，將交流高電壓轉(zhuǎn)化成可供測量的電壓；所述電流互感器，將交流電流轉(zhuǎn)換成可供測量電流；所述信號調(diào)理電路，把模擬信號變換為數(shù)據(jù)采集的數(shù)字信號；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。所述主板2采用ARM7的LPC2136芯片作為主控芯片，用于對所述數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表總體控制，同時通過接收的數(shù)字信號計算出電流、電壓、功率、電量、諧波值并且顯示出來，還設(shè)置有顯示模塊，所述顯示模塊包括兩個LED驅(qū)動芯片ZLG7290、三個按鍵和三個LED管；所述輸入輸出板3，設(shè)置有一個485通訊接口、兩個輸出端口和三個輸入端口，用于提供信息的輸入輸出通道。三相電壓、三相電流交流信號經(jīng)過所述電壓互感器、電流互感器和信號調(diào)理電路連接到AD73360芯片，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器將采集到的三相電壓電壓和三相電流，即6個通道的串行模擬量數(shù)據(jù)按照美國ADI公司的16位的&sum- E A / D芯片AD73360的時序，將輸入的6個通道的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，并且存儲在對應(yīng)的鐵電存儲器FIFO中。所述6通道的鐵電存取器FIFO保持由所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸送的6通道I個周波的AD數(shù)據(jù)，通過MOSII、ADSE、MCLK、MISOI、SCKl、SDFS、ADRES接口與所述主板2相連。所述主板2的主控芯片LPC2136通過SSP接口高精度的獲取每個周期16位的數(shù)字電壓、數(shù)字電流數(shù)據(jù)，然后通過等同計算方法計算電流、電壓、功率、電量、諧波值。同時，所述顯示模塊采用的兩個LED驅(qū)動芯片ZLG7290通過所述三個按鍵和三個LED管完成全部數(shù)據(jù)的顯示、查詢和參數(shù)的設(shè)置；所述輸入輸出板3中的三個輸入端口、二個輸出端口和一個485接口分別與所述主板2相連，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集和遠(yuǎn)程傳輸。如圖2所示，為本實用新型所述的數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表中電源采樣板的電路原理圖，其中，所述AD73360芯片的If 17的引腳通過插針與所述LPC2136芯片的f 7對應(yīng)連接，同時結(jié)合此電路原理圖，可以更好地理解本實用新型所述的數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表的電路實現(xiàn)。[0019]首先所述采樣板I通過測量接口，連接待測量的模擬電壓和模擬電流。其中電壓并聯(lián)，電流串聯(lián)，即使得電壓采樣和電流采樣分為兩類(I)電壓采樣模擬電壓信號UA、UB、UC與UN之間各并聯(lián)一個亞明電阻RV2、RV3、RV4，所述壓敏電阻起過壓保護(hù)、放浪涌電壓的作用。UA、UB、UC在分別過一級RC濾波電路進(jìn)入電壓互感器PT103、PT102、PT101輸入端，在輸出端中各并聯(lián)一個采樣點路R106、R105、R104，再分別經(jīng)過一級RC濾波電路進(jìn)入AD73360芯片的AD信號輸入端(UAP、UAN)、(UBP、UBN), (UCP、UCN)。(2)電流采樣電流信號IA、IB、IC連接到電流互感器CT103、CT102、CTlOl的輸入端，在輸出端中各并聯(lián)一個采樣電阻町03、1 102、1 101，在分別經(jīng)過一級1^濾波電路進(jìn)入AD73360 芯片的 AD 信號輸入端(IAP、IAN)、(IBP、IBN)、(ICP、ICN)。上述6通道的三相電壓、三相電流信號的模擬量輸入到AD73360芯片后，通過MOSII、ADSE, MCLK、MISOl、SCKl、ADFS, ADRES管腳與采樣板I相連。所述采樣板I采用LPC2136芯片，通過SSP接口獲取16位的高精度的每個周期電壓、電流數(shù)據(jù)，在通過等同步計算方法計算電流、電壓功率、電量、諧波值。在圖I中，LPC2136做為主控芯片，通過引腳連接有電源采樣板I和輸入輸出板，其內(nèi)部軟件采用uC/OS II實時多任務(wù)操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸采用Modbus通信協(xié)議。該多功能數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表采用了的交流采樣技術(shù)及模糊控制功率補(bǔ)償技術(shù)，以32位ARM7微處理器LPC2136為核心，是集傳感器、變送器、數(shù)據(jù)采集、顯示、遠(yuǎn)距離傳輸于一體的多功能電力儀表。它具有精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、讀數(shù)清晰、體積小、易于安裝和操作、抗震、耐用等特點，可直接替代傳統(tǒng)的指針式儀表。既可本地使用，又可通過RS485接口遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)組成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，廣泛應(yīng)用于電力、石油化工、冶金、機(jī)械、建筑等各行業(yè)的配電系統(tǒng)或自動化監(jiān)控系統(tǒng)中。以上對本實用新型實施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型實施例的原理以及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只適用于幫助理解本實用新型實施例的原理；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型實施例，在具體實施方式

　　以及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。

　　權(quán)利要求

　　1.一種數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表，其特征在于包括絕緣外殼和位于所述外殼內(nèi)部的控制電路板；所述控制電路板包括電源采樣板、主板和輸入輸出板；所述電源采樣板和所述輸入輸出板分別與所述主板通過插針電相連；所述電源采樣板，用于采集電壓、電流的模擬信號并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳輸至所述主板；所述主板，用于對所述數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表總體控制，同時通過接收的數(shù)字信號計算出電流、電壓、功率、電量、諧波值并且顯示出來；所述輸入輸出板，用于提供信息的輸入輸出通道。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表，其特征在于所述電源采樣板采用美國ADI公司的AD73360芯片作為核心芯片。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表，其特征在于所述主板采用LPC2136芯片作為主控芯片。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表，其特征在于所述電源采樣板上還設(shè)置有電壓互感器、電流互感器、信號調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表，其特征在于所述主板上還設(shè)置有顯示模塊；所述顯示模塊包括兩個LED驅(qū)動芯片ZLG7290、三個按鍵和三個LED管。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表，其特征在于所述輸入輸出版中設(shè)置有一個485通訊接口、兩個輸出端口和三個輸入端口。

　　摘要

　　本實用新型涉及電力儀表領(lǐng)域，公開了一種數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表。本實用新型所述的數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表，包括絕緣外殼和位于所述外殼內(nèi)部的控制電路板；所述控制電路板包括電源采樣板、主板和輸入輸出板；所述電源采樣板和所述輸入輸出板分別與所述主板通過插針電相連；所述電源采樣板，用于采集電壓、電流的模擬信號并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳輸至所述主板；所述主板，用于對所述數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表總體控制，同時通過接收的數(shù)字信號計算出電流、電壓、功率、電量、諧波值并且顯示出來；所述輸入輸出板，用來提供信息的輸入輸出通道。本實用新型所述的數(shù)顯網(wǎng)絡(luò)儀表，能夠測量電流、電壓、功率、電量、諧波等電能數(shù)據(jù)，具有精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、讀數(shù)清晰、體積小、易于安裝和操作、抗震、耐用等特點。

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