[实用新型]一种量程自动转换数字电压表

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种量程自动转换数字电压表，属于电子测量技术领域。

 背景技术

电压是一个基本物理量，是集总电路中表征电信号能量的三个基本参数（电压、电流、功率）之一，电压测量是电子测量中的基本内容。在电子电路中，电路的工作状态如谐振、平衡、截止、饱和以及工作点的动态范围，通常都以电压形式表现出来。电子设备的控制信号，反馈信号及其它信息，主要表现为电压量。在非电量的测量中，也多利用各类传感器件装置，将非电参数转换成电压参数。

数字电压表是采用数字化测量技术，把连续的量(输入电压)转换成不连续、离散的数字化形式并加以显示的仪表。作为现代电子测量中最基础与核心的一种测量仪器，对其测量的精度和功能要求也越来越高。由于电压测量最普遍，涉及范围广，特别是在微电压、高电压以及待测信号强弱相差极大的情况下，既要保证弱信号的测量精度又要兼顾强信号的测量范围，传统的手动转换量程的电压表在测量技术上有一定的难度；同时，若量程选择不当，不但会造成测量精度下降甚至仪表损坏。电压测量是电子测量的基础，在电子电路和设备的测量调试中，要求测试结果具有测量精度高，性能稳定。一种量程自动转换数字电压表从测试结果表明该电压表具有精度高，性能稳定的特点，广泛应用于电压测量。

 实用新型内容

本实用新型提供了一种量程自动转换数字电压表，具有16位分辨率，以单片机AT89S52作为测量的主控制器为核心，以A/D转换芯片LTC1865为基础，结合量程自动转换电路，可以对0～400V的直流电压进行量程自动转换的精确测量。

本实用新型为解决其技术问题采用如下技术方案：

一种量程自动转换数字电压表，包括输入电路、量程转换电路、A/D转换器、主控单片机、LED显示模块及电源模块，其中，输入电路、量程转换电路、A/D转换器、主控单片机和LED显示模块顺序相连，输入电路、量程转换电路、A/D转换器、主控单片机和LED显示模块都分别与电源模块连接。

本实用新型的有益效果如下：

1、具有转换速度快，精度高（保持在0.025%以内），性能稳定，电路简单的特点。

2、量程自动转换和高清晰度数字显示功能。

3、电压测量范围宽，可以对0～400V的直流电压进行精确测量。

4、具有较强的扩展功能，输入端加设一绝对值转换器，把交流电压幅值转换为对应的直流电压量值，实现交流量的测量。

5、响应灵敏，显示稳定。

 附图说明：

图1为量程自动转换数字电压表的结构框图。

图2 数字电压表电原理图。

图3 量程自动转换电路图。

图 4 主程序流程图。

图 5 量程转换程序流程图。

 具体实施方式

下面结合附图对本发明创造做进一步详细说明。

数字电压表测量直流电压范围为0～400V，测量精度≤0.025%，能自动进行量程转换(设计分为0～0.4V，0.4～4V，4V～40V，40V～400V四个量程)。量程自动转换数字电压表的结构框图如图1所示，其主要由输入电路、量程转换电路、A/D转换、主控单片机、LED显示及电源模块等部分构成。待测的模拟信号经输入电路处理、滤除干扰输出直流信号；量程转换电路根据前级直流信号的大小，自动选择衰减或放大的信号处理方式确保送至A/D 转换器的信号电压在0.4～4V之间；主控单片机根据A/D 转换的结果控制量程转换电路的自动实现，同时将转换的结果计算、处理送LED显示。

该电压表选用AT89S52作为主控单片机，是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器。AT89S52采用ATMEL公司的高密度非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C52引脚结构，其最显著的特点是片内含8K字节ISP（In System Programmable）的可反复擦写1000次的Flash程序存储器，使之对存储器内程序的改写，不再依靠专用的编程工具，也不需要把芯片从电路板上拆下。

A/D转换器选择Linear公司的16位逐次逼近型转换器LTC1865。它是差分输入、双通道250ksps、单电源供电的串行模数转换器，能在-40℃～+125℃的温度范围内可靠工作，具有高速度、高精度、低功耗等特点。