[发明专利]基于采集直流电压信号的电量仪表及电流测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及仪表技术领域，尤其涉及一种基于采集直流电压信号的电量仪表，更具体的说涉及一种基于采集直流0-75mV电压信号的电量仪表。 

背景技术

在电力系统中要测量一个很大的直流电流，例如几十安培，甚至更几百安培，没有那么大量程的电流表进行电流的测量，这就要采用分流器。分流器是一个可以通过大电流的精确电阻，当电流流过分流器时，在它的两端就会出现一个毫伏级的电压，但分流器直接相互通信性能不好。 

发明内容

针对相关技术领域文献和以上现有技术的不足，在大量现有文献研究和长期在相关领域研发实践的基础上，本发明提出“一种基于采集直流0-75mV电压信号的电量仪表”，克服了现有技术中“测量很大直流电流没有电流表进行电流测量”等技术难题，通过“采集分流器的毫伏级电压，显示出测量的一次电流值”实现“完成对直流大电流信号的测量，利用通讯功能，可以很轻松的进行组网，实现后台的监控，装置的显示量程值可调，具有较好的通用性，在满足了实际的需求基础上节约了成本”的有益效果。 

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于采集直流电压信号的电量仪表，该仪表包括微处理器、信号采集单元、按键输入单元、数码管显示单元、通信单元，信号采集单元采集分流器的电压经过A/D转换单元传送至微处理器，经过微处理器处理的数据通过数码显示单元显示，按键输入单元用于仪表的参数设置。所述信号采集单元包括信号输入模块和计量芯片。所述通信单元通过RS485接口与上位机进行通信。所述仪表之间通过通信单元形成监控网。该仪表根据分流器额定值进行参数设置。 

一种基于采集直流电压信号的电流测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、对电量仪表进行初始化；步骤二、微处理器读取经过A/D转换单元转换的信号采集单元的数据；步骤三、微处理器对转换后的数据进行处理，并在数码显示单元显示；步骤四、微处理器判断是否有中断指令，若有中断指令执行中断子程序，若没有中断指令执行步骤五；步骤五、微处理器采集按键输入单 元参数信息，若有按键输入单元输入参数信息，微处理器进行参数设置及参数存储；若没有按键输入单元输入参数信息，执行步骤二。 

所述步骤一对微处理器的I/O各引脚进行定义；对定时器0、1的功能进行定义并且赋初值，对串口通讯参数进行设置，同时定义通讯波特率,对计量芯片以及数码管驱动芯片进行初始化；从EEPROM中读取计量芯片的校验值以及参数设置值同时将这些值存放到对应的寄存器中；设置中断的优先级及开中断，最后进入步骤二。 

本发明具备的有益效果是：采用专业的电能计量芯片(24位AD)和单片机技术，具有较高的测量精度；显示直观：数码管显示，与传统指针表相比，显示更直观；较强的通用性：可以适用于各种型号的分流器。 

附图说明

图1为本发明具体实施例的装置硬件系统主框图； 

图2为本发明具体实施例的信号采集及处理原理框图； 

图3为本发明具体实施例的人机界面原理框图； 

图4为本发明具体实施例的电流测试方法流程图； 

图5为本发明具体实施例的初始化程序流程图。 

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如所涉及的控制系统，相互间的连接关系，及实施方法，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所示，一种基于采集直流电压信号的电量仪表，其特征在于，该仪表包括微处理器、信号采集单元、按键输入单元、数码管显示单元、通信单元，信号采集单元采集分流器的电压经过A/D转换单元传送至微处理器，经过微处理器处理的数据通过数码显示单元显示，按键输入单元用于仪表的参数设置。 

由信号输入模块和AD芯片CS5463构成了仪表的信号采集单元，可以精确的采集0-75mV的输入电压信号。经过处理后，电量值由数码管进行显示。系统可通过按键输入部分的4个按键对电量仪表进行参数设置。微处理器通过通讯接口模块RSM485CT与上位机相连，采用RS485接口，MODBUS通讯协议。此外电量仪表还可以根据分流器的额定值来进行参数的设置，从而来满足不同型号的分流器的要求。 

信号采集及处理设计如图2所示，为信号的采集和处理的原理框图，0-75mV电压信号，经过滤波等处理后，输入到AD芯片CS5463。通过微处理器STC对AD芯片CS5463进行控制，完成数据的处理。