全文摘要
本实用新型公开了一种高压测量装置，包括：高压测量回路、模数转换模块、光电耦合器、单片机及显示单元；所述高压测量回路的信号输出端与所述模数转换模块的信号输入端信号连接；所述模数转换模块的信号输出端与所述光电耦合器的信号输入端信号连接；所述光电耦合器的信号输出端与所述单片机的信号输入端信号连接；所述单片机的信号输出端与所述显示单元的信号输入端信号连接。先通过高压测量回路采集待测电压，再通过模数转换模块进行电压数据的模数转换，接着通过光电耦合器传输到单片机，并通过显示单元进行显示，从而实现了电压数据的采集和显示的一体化，避免了像现有技术那样人工手动操作仪表，从而保证了工作人员的人身安全。
主设计要求
1.一种高压测量装置，其特征在于，包括：高压测量回路、模数转换模块、光电耦合器、单片机及显示单元；所述高压测量回路的信号输出端与所述模数转换模块的信号输入端信号连接；所述模数转换模块的信号输出端与所述光电耦合器的信号输入端信号连接；所述光电耦合器的信号输出端与所述单片机的信号输入端信号连接；所述单片机的信号输出端与所述显示单元的信号输入端信号连接。
设计方案
1.一种高压测量装置，其特征在于，包括：高压测量回路、模数转换模块、光电耦合器、单片机及显示单元；所述高压测量回路的信号输出端与所述模数转换模块的信号输入端信号连接；所述模数转换模块的信号输出端与所述光电耦合器的信号输入端信号连接；所述光电耦合器的信号输出端与所述单片机的信号输入端信号连接；所述单片机的信号输出端与所述显示单元的信号输入端信号连接。
2.如权利要求1所述的高压测量装置，其特征在于，所述高压测量回路包括：高压臂电容、高压臂电阻、低压臂电容及低压臂电阻；所述高压臂电容的第一端接待测电压，所述高压臂电容的第二端与所述低压臂电容的第一端电性连接；所述低压臂电容的第二端接地；所述高压臂电阻的第一端接所述待测电压，所述高压臂电阻的第二端与所述低压臂电阻的第一端电性连接；所述低压臂电阻的第二端接地；所述高压臂电容的第一端还与所述高压臂电阻的第一端电性连接；所述低压臂电容的第二端还与所述低压臂电阻的第二端电性连接；所述模数转换模块的信号输入端接入所述高压臂电容与所述低压臂电容之间，所述模数转换模块的信号输入端还接入所述高压臂电阻与所述低压臂电阻之间。
3.如权利要求2所述的高压测量装置，其特征在于，在所述高压臂电容和所述高压臂电阻的外围均匀布置有屏蔽电容和屏蔽导体，所述屏蔽电容轴线的电位呈线性分布使所述屏蔽电容与高压臂形成等电位屏蔽；在所述低压臂电容和所述低压臂电阻的外围通过铝泊屏蔽。
4.如权利要求1所述的高压测量装置，其特征在于，还包括：无线通信模块；所述无线通信模块与所述单片机双向通信连接。
5.如权利要求4所述的高压测量装置，其特征在于，还包括：供电电源和电源隔离模块；所述供电电源的电源输出端与所述电源隔离模块的电源输入端电性连接，所述电源隔离模块的电源输出端与所述高压测量回路、所述模数转换模块、所述光电耦合器、所述单片机、所述显示单元及所述无线通信模块的电源输入端电性连接。
6.如权利要求5所述的高压测量装置，其特征在于，还包括：外壳；所述供电电源、所述电源隔离模块、所述高压测量回路、所述模数转换模块、所述光电耦合器、所述单片机、所述显示单元及所述无线通信模块均设置在所述外壳中；所述显示单元的显示端在所述外壳的表面。
7.如权利要求1-6中任一项所述的高压测量装置，其特征在于，所述显示单元为数码管或液晶屏。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及测量装置技术领域，尤其涉及一种高压测量装置。
背景技术
目前，在测量高电压时，采用高压电容和电阻分压，分压后的低压臂输出通过电缆到低压仪表按分压比读取高压值。但是低压仪表的操作由人工手动完成，当未按要求接地或接地发生故障时，就会存在人身安全隐患。
实用新型内容
本实用新型通过提供一种高压测量装置，保证了工作人员的人身安全。
本实用新型提供了一种高压测量装置，包括：高压测量回路、模数转换模块、光电耦合器、单片机及显示单元；所述高压测量回路的信号输出端与所述模数转换模块的信号输入端信号连接；所述模数转换模块的信号输出端与所述光电耦合器的信号输入端信号连接；所述光电耦合器的信号输出端与所述单片机的信号输入端信号连接；所述单片机的信号输出端与所述显示单元的信号输入端信号连接。
进一步地，所述高压测量回路包括：高压臂电容、高压臂电阻、低压臂电容及低压臂电阻；所述高压臂电容的第一端接待测电压，所述高压臂电容的第二端与所述低压臂电容的第一端电性连接；所述低压臂电容的第二端接地；所述高压臂电阻的第一端接所述待测电压，所述高压臂电阻的第二端与所述低压臂电阻的第一端电性连接；所述低压臂电阻的第二端接地；所述高压臂电容的第一端还与所述高压臂电阻的第一端电性连接；所述低压臂电容的第二端还与所述低压臂电阻的第二端电性连接；所述模数转换模块的信号输入端接入所述高压臂电容与所述低压臂电容之间，所述模数转换模块的信号输入端还接入所述高压臂电阻与所述低压臂电阻之间。
进一步地，在所述高压臂电容和所述高压臂电阻的外围均匀布置有屏蔽电容和屏蔽导体，所述屏蔽电容轴线的电位呈线性分布使所述屏蔽电容与高压臂形成等电位屏蔽；在所述低压臂电容和所述低压臂电阻的外围通过铝泊屏蔽。
进一步地，还包括：无线通信模块；所述无线通信模块与所述单片机双向通信连接。
进一步地，还包括：供电电源和电源隔离模块；所述供电电源的电源输出端与所述电源隔离模块的电源输入端电性连接，所述电源隔离模块的电源输出端与所述高压测量回路、所述模数转换模块、所述光电耦合器、所述单片机、所述显示单元及所述无线通信模块的电源输入端电性连接。
进一步地，还包括：外壳；所述供电电源、所述电源隔离模块、所述高压测量回路、所述模数转换模块、所述光电耦合器、所述单片机、所述显示单元及所述无线通信模块均设置在所述外壳中；所述显示单元的显示端在所述外壳的表面。
进一步地，所述显示单元为数码管或液晶屏。
本实用新型中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
先通过高压测量回路采集待测电压，再通过模数转换模块进行电压数据的模数转换，接着通过光电耦合器传输到单片机，并通过显示单元进行显示，从而实现了电压数据的采集和显示的一体化，避免了像现有技术那样人工手动操作仪表，从而保证了工作人员的人身安全。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的高压测量装置的模块图。
具体实施方式
本实用新型实施例通过提供一种高压测量装置，实现了保证工作人员的人身安全的技术效果。
本实用新型实施例中的技术方案为实现上述技术效果，总体思路如下：
先通过高压测量回路采集待测电压，再通过模数转换模块进行电压数据的模数转换，接着通过光电耦合器传输到单片机，并通过显示单元进行显示，从而实现了电压数据的采集和显示的一体化，避免了像现有技术那样人工手动操作仪表，从而保证了工作人员的人身安全。
为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
参见图1，本实用新型实施例提供的高压测量装置，包括：高压测量回路、模数转换模块、光电耦合器、单片机及显示单元；高压测量回路的信号输出端与模数转换模块的信号输入端信号连接；模数转换模块的信号输出端与光电耦合器的信号输入端信号连接；光电耦合器的信号输出端与单片机的信号输入端信号连接；单片机的信号输出端与显示单元的信号输入端信号连接。
对高压测量回路的结构进行具体说明，高压测量回路包括：高压臂电容、高压臂电阻、低压臂电容及低压臂电阻；高压臂电容的第一端接待测电压，高压臂电容的第二端与低压臂电容的第一端电性连接；低压臂电容的第二端接地；高压臂电阻的第一端接待测电压，高压臂电阻的第二端与低压臂电阻的第一端电性连接；低压臂电阻的第二端接地；高压臂电容的第一端还与高压臂电阻的第一端电性连接；低压臂电容的第二端还与低压臂电阻的第二端电性连接；模数转换模块的信号输入端接入高压臂电容与低压臂电容之间，模数转换模块的信号输入端还接入高压臂电阻与低压臂电阻之间。
整个高压测量回路由高压臂和低压臂组成，高低压臂测量回路采用高精度低温度漂移的精密电阻器和电容器，高压薄膜电容和精密高压玻璃釉电阻，输入阻抗高，降低了测试电流，功耗小，从而提高了仪器的测量精度和稳定性。高压臂电路将所需要测量的高压电压转换成低压电压信号，然后由低压臂电路送进模数转换模块和单片机，然后在显示单元上进行显示。需要说明的是，模数转换模块与单片机之间采用光耦隔离。
具体地，在高压臂电容和高压臂电阻的外围均匀布置有屏蔽电容和屏蔽导体，屏蔽电容轴线的电位呈线性分布使屏蔽电容与高压臂形成等电位屏蔽；在低压臂电容和低压臂电阻的外围通过铝泊屏蔽，使低压臂完成在一个密闭空间以减少杂散电容及分布电容电流对分压比的影响，以提高和保证测试数据的精度及稳定性。
为了实现本实用新型实施例的通信功能，还包括：无线通信模块；无线通信模块与单片机双向通信连接。
在本实施例中，无线通信模块为红外收发模块。
对本实用新型实施例的结构进行进一步说明，还包括：供电电源和电源隔离模块；供电电源的电源输出端与电源隔离模块的电源输入端电性连接，电源隔离模块的电源输出端与高压测量回路、模数转换模块、光电耦合器、单片机、显示单元及无线通信模块的电源输入端电性连接。
具体地，本实用新型实施例采用2AH\/12V锂电池供电，通过后端B0505S-1W\/DC-DC隔离电源模块得到整个系统所需要的12V、5V直流电压为整个系统供电。
对本实用新型实施例的结构进行更进一步说明，还包括：外壳；供电电源、电源隔离模块、高压测量回路、模数转换模块、光电耦合器、单片机、显示单元及无线通信模块均设置在外壳中；显示单元的显示端在外壳的表面。
需要说明的是，单片机还预留了485接口进行数字化通信，以便于连接PLC或其他单片机系统，从而实现功能的扩展。
在本实施例中，单片机采用STC15F2K60S2\/MCU主控芯片。光电耦合器为ISO7231数字隔离器。模数转换模块为12位A\/D转换器CS5550。CS5550是Cirrus Logic公司推出的一款双通道低成本Δ-Σ型A\/D转换器，内部集成有2个Δ-ΣA\/D转换器、2个放大器、1个串行接口以及1个温漂为25ppm\/℃的2.5V参考电压源。CS5550在两个通道上都具有24位寄存器，其中通道1具有13位有效位，通道2具有10位有效位，通道1满量程误差±0.001％F.S,通道2满量程误差±0.01％F.S，AIN1、AIN2测量范围为500mVp-p,只能测量250mV最大信号系统,CS5550提供AC偏移、AC增益和DC偏移、DC增益校准。对于AIN1、AIN2AC偏移校准完成了完全不同于DC偏移校准的功能，而AC增益和DC增益校准是采用不同技术实现的相同功能。因为AIN1、AIN2通道各自配有独立的偏移和增益寄存器，所以可以互不影响地完成系统偏移或系统增益校准,因此该表可以用来测量交流以及直流，可通过按键进行切换显示。显示单元为数码管或液晶屏。其中，数码管为四位共阳放光二极管，数码管采用动态显示，节约了I\/O口资源，降低了系统功耗并且预留了1602液晶显示接口。采用ADM2483隔离型半双工RS-485收发器。
对本实用新型实施例提供的高压测量装置的工作原理进行说明：
首先由高压臂电路将所需要测量的高压电压转换成低压电压信号，然后由低压臂电路送进A\/D芯片CS5550。A\/D芯片CS5550再将采集到的模拟信号转化为数字信息，传送给单片机，并且有两路采集通道，可采集交流信号以及直流信号，且两通道互不影响。单片机再通过四位数码管动态扫描显示方式显示采集到信号进行显示，或者通过液晶屏显示。单片机可通过红外收发模块调整参数实现远程控制。
【技术效果】
1、先通过高压测量回路采集待测电压，再通过模数转换模块进行电压数据的模数转换，接着通过光电耦合器传输到单片机，并通过显示单元进行显示，从而实现了电压数据的采集和显示的一体化，避免了像现有技术那样人工手动操作仪表，从而保证了工作人员的人身安全。
2、通过对无线通信模块的使用，实现了对本实用新型实施例的远程控制。
3、通过对电源隔离模块的使用，实现了对供电电源的隔离，进一步保证了工作人员的人身安全。
尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920089817.9
申请日:2019-01-18
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:83(武汉)
授权编号:CN209764934U
授权时间:20191210
主分类号:G01R19/00
专利分类号:G01R19/00;G01R15/22
范畴分类:31F;
申请人:武汉国电西高电气有限公司
第一申请人:武汉国电西高电气有限公司
申请人地址:430000 湖北省武汉市东西湖区将军路金银潭现代企业城B区7栋10楼
发明人:刘涛
第一发明人:刘涛
当前权利人:武汉国电西高电气有限公司
代理人:刘杰
代理机构:11570
代理机构编号:北京众达德权知识产权代理有限公司 11570
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计