亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：一种量程自适应型数字电压表及其测量方法
一种量程自适应型数字电压表及其测量方法技术领域
本发明属于电气测试仪器仪表的技术领域，涉及电压测量仪器技术，更具体地说， 本发明涉及一种量程自适应型数字电压表。另外，本发明还涉及该电压表的测量方法。
背景技术：
目前，公知的数字电压表已经有多种款式和类型，且显示清晰直观、测量范围宽。 但是，多数数字电压表没有量程自动切换功能，在测量不同等级的电压时必须手动切换量 程，否则无法测量电压信号或大大降低测量精度；少数数字电压表虽然能够自动切换量程， 但多采用模拟开关或继电器进行切换，此种方法具有体积大、切换速度相对较慢的缺点。发明内容
本发明提供一种量程自适应型数字电压表，其目的是实现量程的自动切换。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为
本发明所提供的量程自适应型数字电压表，所述的电压表设有被测电压信号的信 号输入电路，还设有LCD显示电路，所述的电压表还包括分压电路、多路开关量程切换电 路、信号调理电路、A/D转换判断电路、主控电路；并按照以下顺序连接信号输入电路、分 压电路、多路开关量程切换电路、信号调理电路、A/D转换判断电路、主控电路和LCD显示电 路；所述的主控电路还与多路开关量程切换电路连接。
所述多路开关量程切换电路采用74HC4051集成芯片。
所述的信号调理电路采用LM358集成芯片。
所述的A/D转换判断电路为TLC7135集成芯片。
所述的主控电路采用C8051F340集成芯片。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了所述量程自适应型数 字电压表的测量方法，该测量方法的过程为
所述被测电压信号送入分压电路，分压电路将电压信号分成三个电压等级，分级 后将电压信号送入多路开关量程切换电路；
自适应切换量程后，输出的电压信号经过信号调理电路进行二阶滤波和信号放大 处理，调理到A/D转换判断电路可识别的电压信号等级；
A/D转换判断电路对输入的电压信号做出判断，输出欠压或过压信号，送入主控电 路；
主控电路接收到欠压或过压信号后，向多路开关量程切换电路发出控制信号，多 路开关量程切换电路改变多路开关的导通通道，选择相适应的量程；
完成量程选择后，主控电路将采样得到的电压值送入IXD显示电路。
本发明采用上述技术方案，解决了现有技术中数字电压表量程不能自动切换的问 题，而且切换速度快、体积小、便于携带；电路简单，性能稳定可靠；测量准确，电压测量范 围宽，可以对0-2000V的电压进行测量；能减少误差机率，减小数字万用表的损坏概率，提高了其使用性能和效率。


下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明
图1是本发明的系统结构框图2是图1中的分压电路图3是图1中的多路开关量程切换电路图4是图1中的信号调理电路图5是图1中的A/D转换判断电路图6是图1中的主控电路图7是图1中的IXD显示电路图。
图1中的标记为
1、信号输入电路，2、分压电路,3、多路开关量程切换电路,4、信号调理电路,5、A/D 转换判断电路，6、主控电路，7、IXD显示电路。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式
作进一步详细的 说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1至图7所表达的本发明的结构，为一种量程自适应型数字电压表，所述的电 压表设有被测电压信号的信号输入电路1，还设有LCD显示电路7。
为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现量程的自动切换的发明目的， 本发明采取的技术方案为
如图1所示，本发明所提供的量程自适应型数字电压表，包括分压电路2、多路开 关量程切换电路3、信号调理电路4、A/D转换判断电路5、主控电路6 ;并按照以下顺序连 接信号输入电路1、分压电路2、多路开关量程切换电路3、信号调理电路4、A/D转换判断 电路5、主控电路6和IXD显示电路7 ;所述的主控电路6还与多路开关量程切换电路3连接。
本发明解决现有数字电压表量程不能自动切换的问题，而且量程切换速度快、体 积小、便于携带。与现有技术相比，本发明的有益效果是
1、电路简单，性能稳定可靠；
2、测量准确，电压测量范围宽，可以对0-2000V的电压进行测量；
3、能减少误差机率，减小数字万用表的损坏概率，提高了其使用性能和效率。
测量时，分压电路将输入信号分成三个电压等级，分级后的电压信号送入多路开 关量程切换电路，自适应切换量程后，输出的电压信号经过信号调理电路进行二阶滤波和 信号放大处理，接入A/D转换判断电路，A/D转换判断电路对输入电压信号做出判断，输出 欠压或过压信号送入主控电路。主控电路接收到欠压或过压信号后，则向多路开关量程切 换电路发出控制信号，选择相适应的量程，量程选择正确后主控芯片电路将采样得到的电 压值送入IXD显示电路。
所述多路开关量程切换电路3采用74HC4051集成芯片。
所述的信号调理电路4采用LM358集成芯片。
所述的A/D转换判断电路5为TLC7135集成芯片。
所述的主控电路6采用C8051F340集成芯片。
本发明所述的分压电路2如图2所示，在测量时，分压电路2的分压电阻将输入信 号分成三个电压等级，分别是0-20V，20-200V, 200-2000V。分级后的电压信号进入多路开关 量程切换电路3。
如图3所示，本发明所述多路开关量程切换电路3采用74HC4051集成芯片，0-20V 接入多路开关芯片的13脚YO ;20-200V接入多路开关芯片的14脚Yl ;200_2000V接入多路 开关芯片的15脚Y2。
如图4所示，本发明所述信号调理电路4采用LM358集成芯片，信号调理电路对多 路开关量程切换电路3输出的电压信号进行二阶滤波和信号放大处理后，接入A/D转换判 断电路5。
如图5所示，本发明所述A/D转换判断电路5采用TLC7135芯片，输入电压范围 在O. 18-2V。调理后输出的电压信号与A/D转换芯片的10脚相连接。调理后电压信号若低 于O. 18V则TLC7135芯片28脚输出欠压信号，调理后电压信号若高于2V则TLC7135芯片 27脚输出过压信号。
如图6所示，本发明所述主控电路6采用C8051F340集成芯片。过压和欠压信号 的输出端口分别与主控芯片的40脚和39脚连接。为了保护数字电压表，开机默认的档位 是200-2000V。当主控电路6接收到A/D转换芯片发出的欠压信号后，主控芯片对其与多路 开关量程切换电路芯片连接的PO. 3。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了所述量程自适应型数 字电压表的测量方法，该测量方法的过程为
所述被测电压信号送入分压电路2，分压电路2将电压信号分成三个电压等级，分 级后将电压信号送入多路开关量程切换电路3 ；
自适应切换量程后，输出的电压信号经过信号调理电路4进行二阶滤波和信号放 大处理，调理到A/D转换判断电路5可识别的电压信号等级；
A/D转换判断电路5对输入的电压信号做出判断，输出欠压或过压信号，送入主控 电路6 ;
主控电路6接收到欠压或过压信号后，向多路开关量程切换电路3发出控制信号， 多路开关量程切换电路3改变多路开关的导通通道，选择相适应的量程；
完成量程选择后，主控电路6将采样得到的电压值送入IXD显示电路7。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式 的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改 进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种量程自适应型数字电压表，所述的电压表设有被测电压信号的信号输入电路(I )，还设有IXD显示电路(7)，其特征在于所述的电压表还包括分压电路(2)、多路开关量程切换电路(3)、信号调理电路(4)、A/D转换判断电路(5)、主控电路(6);并按照以下顺序连接信号输入电路(I)、分压电路(2)、多路开关量程切换电路(3)、信号调理电路(4)、A/D转换判断电路(5 )、主控电路(6 )和IXD显示电路(7 );所述的主控电路(6 )还与多路开关量程切换电路(3)连接。
2.按照权利要求1所述的量程自适应型数字电压表，其特征在于所述多路开关量程切换电路(3)采用74HC4051集成芯片。
3.按照权利要求1所述的量程自适应型数字电压表，其特征在于所述的信号调理电路(4)采用LM358集成芯片。
4.按照权利要求1所述的量程自适应型数字电压表，其特征在于所述的A/D转换判断电路(5)为TLC7135集成芯片。
5.按照权利要求1所述的量程自适应型数字电压表，其特征在于所述的主控电路(6)采用C8051F340集成芯片。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的量程自适应型数字电压表的测量方法，其特征在于所述的测量方法的过程为所述被测电压信号送入分压电路(2)，分压电路(2)将电压信号分成三个电压等级，分级后将电压信号送入多路开关量程切换电路(3)；自适应切换量程后，输出的电压信号经过信号调理电路(4)进行二阶滤波和信号放大处理，调理到A/D转换判断电路(5)可识别的电压信号等级；A/D转换判断电路(5)对输入的电压信号做出判断，输出欠压或过压信号，送入主控电路(6)；主控电路(6 )接收到欠压或过压信号后，向多路开关量程切换电路(3 )发出控制信号，多路开关量程切换电路(3)改变多路开关的导通通道，选择相适应的量程；完成量程选择后，主控电路(6 )将采样得到的电压值送入IXD显示电路(7 )。
全文摘要
本发明公开了一种量程自适应型数字电压表，包括分压电路、多路开关量程切换电路、信号调理电路、A/D转换判断电路、主控电路；并按照以下顺序连接信号输入电路、分压电路、多路开关量程切换电路、信号调理电路、A/D转换判断电路、主控电路和LCD显示电路；主控电路还与多路开关量程切换电路连接。本发明还公开了该电压表的测量方法。上述技术方案解决了现有技术中数字电压表量程不能自动切换的问题，而且切换速度快、体积小、便于携带；电路简单，性能稳定可靠；测量准确，电压测量范围宽，可以对0-2000V的电压进行测量；能减少误差机率，减小数字万用表的损坏概率，提高了其使用性能和效率。
文档编号G01R15/09GK103033677SQ20121054399
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月15日 优先权日2012年12月15日
发明者高文根, 邵可可, 江娟娟, 汪石农, 俞晓峰, 王俊杰, 鲍学礼 申请人:安徽工程大学