[发明专利]用于空芯互感器的电流表及其控制方法

权利要求书

1.一种用于空芯互感器的电流表，它包括有单片机、电源电路、按键模块，所述的电源电路为所述的单片机和按键模块提供电源，其特征是：它还包括有采样电路和显示模块；

所述的采样电路为：交流采样电流输入端IN1接第一电阻（R1）和第三电阻（R3）的一端；所述第一电阻（R1）另一端接第二电阻（R2）的一端和两路运算放大器（OP291）的2引脚；所述第三电阻（R3）另一端接所述两路运算放大器（OP291）的5引脚和第四二极管（D4）的负极；所述第二电阻（R2）的另一端接第二二极管（D2）的负极、第三二极管（D3）的负极和第四电阻（R4）以及单片机（ATmega16）的PA1引脚；所述第二二极管（D2）正极接所述两路运算放大器（OP291）的1引脚；所述第三二极管（D3）正极接所述两路运算放大器（OP291）的7引脚；所述第四电阻（R4）另一端接电容（C1）；所述电容（C1）另一端接所述电源电路5V和所述两路运算放大器（OP291）的8引脚；所述两路运算放大器（OP291）的3、4引脚接所述电源电路GND；所述第四二极管（D4）正极接所述电源电路的GND;第五电阻（R5）的一端接所述两路运算放大器（OP291）的8引脚；所述第五电阻（R5）的另一端接所述单片机（ATmega16）的PA1引脚；

所述的显示模块为：数码管（U7）的引脚1、4、5、7分别经过第九、十、十一、十二电阻（R9、R10、R11、R12)连接至所述单片机（ATmega16）的引脚PD4、PD7、PC0、PD2，所述数码管（U7）的2、3、6、8、9、10、11、12引脚分别接至所述单片机（ATmega16）的引脚PD5、PC1、PB1、PB3、PB4、PD6、PD3、PB2。

2.一种根据权利要求1所述的用于空芯互感器的电流表的控制方法，其特征在于：其控制步骤如下：

第一步：仪表上电，程序进行初始化；读校准系数标志位置1；写校准系数标志位置0；调节位选择标志位置0；

第二步：判断读校准系数标志位是否为1；如果为1单片机从eeprom中读出已记忆的校准系数，读出完毕将读校准系数标志位置0，并执行下一步；如果为0，则不读出校准系数，使用当前程序中变量K_J的当前值，并执行下一步。程序整体做了一个全局循环和多个局部循环，返回执行点都是程序初始化以后；

第三步：电流采样；使用单片机A/D采样口PA1，采集仪表外经过空芯互感器变出的电流；

第四步：通过程序计算，如公式1；对采样电流进行运算，并显示出来。显示值即为待测电流值；

I_X=I_C×(0.9×K_J×N)+b=I_S        （1）

式中I_X为显示电流值；I_C为采样电流值；I_S为实际需检测电流；K_J为校准系数；N为互感器变比系数；b为仪表计算误差经验值；（仪表电流采样值为全波整流平均值，根据公式I_有效=0.9×I_平均，需要乘以系数0.9）

第五步：判断按键OK是否按下；如果按下则执行下一步设定模式；如果没有按下则返回继续采样显示；

第六步：进入设定模式；此模式是对校准基准值的输入，可输入带有小数点的数字作为基准值（范围在0.001～9999）；直接进入下一步；

第七步：基准值第一位编辑：屏幕显示数据第一位，通过后续操作可以对其进行改变大小与移位，后续程序如果数据需重新编辑，也是返回该步，重新对数字编辑；

第八步：显示调节；此部分为4位数字依次每位做调整过程中数字显示；在此过程中如果检测到按键按下，则执行以下步骤；

第九步：按键调节判断；如果上、下按键无按下，则显示当前调节的数值，不做改变。如果上键按下执行下一步数位加1；如果下键按下执行下一步数值加1；

第十步：数位移动与数位加1；调节过程中的4个数字合为一个数；数位移动：如果要进行某一位的编辑，则按上键，即可移到此位。数字加1：当屏上显示4个数字的其中1位时，按下键即可对当前数字加1；

第十一步：数值调整；此步为响应按键操作，程序执行运算进行数字改变和显示；

第十二步：判断位移命令是否溢出；即在数位加过程中，4位数字均调节完毕后，再次按上键，则数位加溢出，则执行下一步；如果没有调节完毕，数位加不会溢出，返回继续调节和单个位显示；

第十三步：显示4位基准值；此值即为要要输入程序的基准值；

第十四步：命令键判断；如果没有命令键按下，则一直显示4位系数值；如果OK键按下，则确定基准值，并执行下一步；如果Back键按下，则返回重新设定基准值；

第十五步：校准系数计算；取输入的基准值通过程序计算，由公式1：I_X=I_C×(0.9×K_J×N)+b=I_S，选I_S为基准值，采当前电流I_C，即可计算出K_J校准系数；程序计算完毕执行下一步；

第十六步：写入校准系数；把计算好的校准系数永久记录到eeprom中，执行下一步；

第十七步：读校准系数标志位置1；把读校准系数标志位置1后，程序返回执行时，即可读出当前最新的校准系数，此步执行完毕，返回继续电流的采样显示。