[实用新型]高集成度电气参数综合测量装置

说明书

本实用新型涉及一种电气参数测量装置，更具体地说是一种高集成度电气参数综合测量装置。

电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数及频率等是电力系统中经常要测量的六项常规参数。现有的数字式电气参数综合测量仪器种类繁多，许多也已采用了微机技术，采用高档微机控制的系统体积大，不能用于现场；便携式的多采用单板机、单片机技术构成所谓智能仪表。但所采用的微处理机技术多是70年代的产品，如8085、Z80等，如上海隆昌仪器厂生产的smPε－1000型电能平衡测试仪，采用Z80单片机。即便是单片机，也是使用八位的8035或8031单片机，其集成度不高，外围及测频线路复杂，A／D转换器成本高，也影响了系统的可靠性。

本实用新型的目的就是提出一种集成化程度高、可靠性强、测量速度快、精度高、线路简明、性能可靠、成本比同类型装置降低一半以上，采用16位单片机－8098单片机为核心的电气参数综合测量装置。

本实用新型的目的可以通过以下方式来实现：一种高集成度电气参数综合测量装置主要由电源电路，电压、电流信号输入电路、频率信号输入电路、8098单片机及外围电路和8279键盘／显示电路组成，电源电路给整个装置提供稳定的工作电压，被测电压信号经电压调整、分压后经模拟开关、精密整流、采样保持后进入8098单片机的A／D端口。电流信号由钳形互感器送来，经分流、I／V转换后再经模拟开关、精密整流、采样保持后进入8098单片机的A／D端口，频率信号经分压后由电压比较器、施密特触发器整形成方波进入8098单片机的高速输入端HSI.0。键盘／显示电路由8279键盘／显示接口芯片、译码器、缓冲驱动器、LED共阴极数码管及发光二极管组成，8279收到8098单片机发来的显示命令后可独立的进行扫描显示。8279接收到用户通过键盘输入的信息后，向8098单片机发出中断请求，8098单片机响应后进行中断处理。移位寄存器与8098单片机的通讯口及高速输出端连接，向8098单片机传送电流测量量程信号。

8098单片机单片机及外围线路包括8098单片机、锁存器、EPROM程序存贮器、RAM数据存贮器及反相施密特触发器等。8098单片机不仅具有16位数据计算、处理能力，而且有四路带保持器的10位A／D转换器、高输入单元、高输出单元。锁存器用来锁存8098单片机输出的低八位地址以提供EPROM寻址用；EPROM程序存贮器固化了控制、计算、处理程序，RAM数据存贮器用来存放A／D采集的数据。当8098单片机上电复位后，根据固化在EPROM中的软件控制，8098单片机等待用户通过键盘提供命令信息，当需采样时，8098单片机首先对高速输入端HSO.0上的频率进行测量，通过所测频率、决定电压、电流的采样周期，8098单片机用两个A／D端口同时对一对电流、电压进行全周期快速采样，然后通过模拟开关切换对另一组电流、电压进行采样，采样结束后对采样数据进行处理及计算，得到相应的电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、频率等参数值。装置可选择显示及自动循环显示各参数数值。

本实用新型可通过键盘控制满足各种测量要求，可对相电压、相电流或线电压、线电流进行采样，并对频率进行采样，电流量程分3A、10A、30A、50A、100A、300A档。装置可根据要求进行多次采样，可选择单相、三相采集。8098单片机对采样数据进行分析、处理、计算，并按一定公式得到电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率等参数值。本实用新型采用采样保持器对电压、电流信号同步进行采样，以减少时间引起的转换幅度误差，还可隔离瞬态干扰对片内A／D转换器的影响。由于采用了8098单片机及8279键盘／显示接口，使整个装置电路简化，性价比提高，计算处理速度快，精度高，并在软、硬件上采取了抗干扰措施，保证了测量的准确、稳定、可靠。8098单片机内部A／D满量程时精度0.1％，综合各种误差，本实用新型精度能稳定地达到0.5级。

附图1为本实用新型的结构原理框图。

附图2为本实用新型的电源电路图。

附图3为本实用新型的电压、电流信号输入电路图。

附图4为本实用新型的频率信号输入电路图。

附图5为本实用新型的电流量程信号输入电路图。

附图6为本实用新型的电流量程转换电路图。

附图7为本实用新型的电流量程转换电路图。

附图8为本实用新型的8279键盘及显示电气原理图。

附图9为本实用新型的8098单片机及外围线路的电气原理图。

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步说明。