專利名稱：全自動數(shù)字萬用表的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數(shù)字萬用表，尤其是能夠自動識別當前測量功能和量程，并自動轉換至相應的測量功能和量程檔位的全自動數(shù)字萬用表。
背景技術：
目前，數(shù)字萬用表測量功能的選擇一般采用機械結構的功能/量程選擇開關，少數(shù)數(shù)字萬用表雖然具有自動轉換量程功能和一定的測量功能自動識別能力，但不能識別數(shù)字萬用表的全部測量功能，特別是對電流的測量無法自動識別，致使無法區(qū)別電壓與電流的測量。
發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有數(shù)字萬用表不能完全識別全部測量功能的弊端，特別是測量電流時不能自動識別的不足，本實用新型提供了一種真正意義的全自動數(shù)字萬用表。該數(shù)字萬用表能夠自動識別電壓、電流、電阻等當前測量功能和量程，并自動轉換至相應的測量功能檔位，所有測量功能和量程選擇均由數(shù)字萬用表自動完成，無需人工參與。該數(shù)字萬用表除一個可撥動或按動的電源開關、 一個復合表筆的插槽(2)和一個普通黑表筆的插孔(1)夕卜，無任何可利用的部件向數(shù)字萬用表輸入信息。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是 一種全自動數(shù)字萬用表，它由復合表筆、普通黑表筆、輸入電路(3)、放大器(4)、電壓比較器(10)、檢測電路(7)、模擬開關電路(6) 、 A/D轉換電路(5)、單片機控制電路(9) 、 LCD顯示電路(8)組成，其特征是復合表筆由電流傳感器(17)、電容(16)、測試觸頭(15)、導線(13)和多芯插頭(14)、磁屏蔽層(12)組成，前面板中具有復合表筆的插槽(2)和普通黑表筆的插孔(1)。
在使用全自動數(shù)字萬用表測量時，需要將多芯插頭(14)插入復合表筆的插槽(2)中
復合表筆的電流傳感器(17)、電容(16)、測試觸頭(15)封裝為一個整體，其外部具有磁屏蔽層(12)。
當復合表筆中測試觸頭(15)直接觸及測試點時，電流傳感器(17)可隨著測試觸頭(15)自動地靠近被測試線路。
除一個電源開關、 一個復合表筆的插槽(2)、 一個普通黑表筆插孔(1)夕卜，無任何其它可供全自動數(shù)字萬用表輸入信息的部件。
復合表筆的磁屏蔽層(12)在測試觸頭(15)和電流傳感器(17)處具有開口。 單片機控制電路(9)分別與A/D轉換電路(5)、模擬開關電路(6)、檢測電路(7)
、電壓比較器(10) 、 LCD顯示電路(8)、反相器(11)相連接。
A/D轉換電路(5)分別與模擬開關電路(6)、單片機控制電路(9)相連接。 輸入電路(3)分別與放大器(4)、檢測電路(7)、模擬開關電路(6)、復合表筆的
插槽(2)、普通黑表筆的插孔(1)相連接。
本實用新型的有益效果是全自動數(shù)字萬用表在測量過程中不需要人工轉換測量功能和量
程開關，提高了測量效率，同時也徹底消除了因轉換測量功能和量程開關不當而引起的誤操
作，從而減少了數(shù)字萬用表的故障發(fā)生率，提高了數(shù)字萬用表的性能。
圖1是全自動數(shù)字萬用表的電路方框圖。
圖2是復合表筆的結構圖。
圖3是全自動數(shù)字萬用表的程序流程圖。
具體實施方式
全自動數(shù)字萬用表在測量過程中，測試觸頭(15)直接觸及測試點，電流傳感器(17) 直接感知與測試點相連接的線路是否有電流，測試觸頭(15)和電流傳感器(17)測得的信 號可分別通過與輸入電路(3)直接相連的復合表筆的插槽(2)傳送到輸入電路(3)。
在被測試電路中，測試觸頭(15)觸及的測試點，如果存在通過該測試點的電流，則電 流傳感器(17)將輸出電壓信號，此電壓信號經(jīng)輸入電路(3)進入放大器(4)放大后輸入 到電壓比較器(10)，電壓比較器(10)輸出高電平，此高電平輸入到單片機的輸入端口引 腳P3.5，當單片機査詢到該引腳為高電平后，則立即向模擬開關電路(6)和A/D轉換電路( 5)發(fā)出控制信號，使全自動數(shù)字萬用表轉換為電流測量狀態(tài)。
在被測試電路中，測試觸頭(15)觸及的測試點，如果不存在通過該測試點的電流，則 根據(jù)上述所述，電壓比較器(10)將輸出低電平，此時全自動數(shù)字萬用表處于非電流測量狀 態(tài)?？梢妴纹瑱C可根據(jù)電壓比較器(10)輸出端的邏輯電平即可判斷數(shù)字萬用表是否處于電 流測量狀態(tài)。
檢測電路(7)的輸出端直接與單片機的輸入端口引腳P3.0相連，另外檢測電路(7)的 輸出端經(jīng)過反相器(11)后與單片機的輸入端口引腳P3. l相連。數(shù)字萬用表開始工作后，默 認為電阻測量狀態(tài)，當測量電流或電壓時，由于兩表筆間存在電壓，此電壓信號使檢測電路
4(7) 的輸出電平發(fā)生變化。如果復合表筆觸及的測試點為高電位點，黑表筆觸及的測試點 為低電位點，則檢測電路(7)輸出高電平，同時其輸出端同步出現(xiàn)上升沿，上升沿信號輸 入到單片機的P3. 0引腳，單片機根據(jù)P3. O引腳的這種狀態(tài)即可判定此時的測量值為正值，于 是單片機控制LCD顯示電路(8)顯示正號；如果復合表筆觸及的測試點為低電位點，黑表筆 觸及的測試點為高電位點，則檢測電路(7)輸出低電平，此低電平經(jīng)反相器(11)變?yōu)楦?電平輸入到單片機的P3. l引腳，同時單片機的P3. l引腳也將同步出現(xiàn)上升沿，單片機根據(jù) P3. l引腳的這種狀態(tài)即可判定此時的測量值為負值，于是單片機控制LCD顯示電路(8)顯示 負號。單片機在控制LCD顯示電路(8)顯示正號或負號時，也向模擬開關電路(6)和A/D轉 換電路(5)發(fā)出控制命令，使全自動數(shù)字萬用表處于直流測量狀態(tài)，然后單片機再根據(jù)輸 入端口引腳P3. 5的狀態(tài)，即可自動識別當前的測量功能為測量直流電壓或測量直流電流，單 片機根據(jù)自動識別的結果控制模擬開關電路(6)和A/D轉換電路(5)完成相應的測量，并 將測量結果通過LCD顯示電路(8)顯示出來。
在測量過程中，如果單片機査詢到P3.0引腳和P3. l引腳均出現(xiàn)上升沿，則根據(jù)上面的敘 述可知，此時全自動數(shù)字萬用表處于測量交流狀態(tài)，單片機再根據(jù)輸入端口引腳P3.5的狀態(tài) ，即可自動識別當前的測量功能為測量交流電壓或測量交流電流，單片機根據(jù)自動識別的結 果控制模擬開關電路(6)和A/D轉換電路(5)完成相應的測量，并將測量結果通過LCD顯示 電路(8)顯示出來。
在測量過程中，如果單片機通過査詢在P3.0引腳和P3. l引腳均沒有發(fā)現(xiàn)上升沿，則根據(jù) 上面的敘述可知，此時全自動數(shù)字萬用表處于電阻測量狀態(tài)，單片機根據(jù)自動識別的結果控 制模擬開關電路(6)和A/D轉換電路(5)完成相應的測量，并將測量結果通過LCD顯示電路
(8) 顯示出來。
選用具有自動量程轉換功能的A/D轉換芯片，所以全自動數(shù)字萬用表的量程轉換通過單 片機控制電路(9)控制A/D轉換電路(5)自動完成。
在圖1中，輸入電路(3)與放大器(4)、檢測電路(7)、模擬開關電路(6)、復合 表筆的插槽(2)、普通黑表筆的插孔(1)相連接，放大器(4)用來放大復合表筆中電流 傳感器(17)經(jīng)輸入電路(3)輸出的電壓信號，放大后的信號輸入到與之相連的電壓比較 器(10)輸入端，電壓比較器(10)的輸出端與單片機輸入引腳P3. 5相連。檢測電路(7) 的輸入端與輸入電路(3)相連，檢測電路(7)的輸出端與單片機的P3.0引腳相連，檢測電 路(7)的輸出端還經(jīng)過一個反相器(11)與單片機的P3. l引腳相連。如果單片機沒有査詢 到單片機的P3.0引腳和P3. l引腳出現(xiàn)上升沿，并且P3.0引腳和P3. l引腳均為低電平，則單片機將處于電阻測量狀態(tài)；如果單片機査詢到單片機的P3. 0引腳或P3. l引腳中只有一個引腳出 現(xiàn)上升沿，并且P3.0引腳或P3. l引腳中只有一個引腳為低電平，則單片機將處于直流測量狀 態(tài)；如果單片機査詢到單片機的P3.0引腳和P3. l引腳均出現(xiàn)了上升沿，則單片機將處于交流 測量狀態(tài)。
單片機控制電路(9)與檢測電路(7)、電壓比較器(10)、模擬開關電路(6)、 A/D轉換電路(5) 、 LCD顯示電路(8)、反相器(11)相連接。單片機控制電路(9)根據(jù) 檢測電路(7)、反相器(11)和電壓比較器(10)輸入的信號，控制模擬開關電路(6)和 A/D轉換電路(5)的狀態(tài)，使之切換到相應的測量功能和合適的量程。單片機控制電路(9 )對A/D轉換電路(5)所得測量數(shù)據(jù)進行零校正后，發(fā)送到LCD顯示電路(8)將測量結果顯 示出來。
A/D轉換電路(5)與模擬開關電路(6)、單片機控制電路(9)相連接。A/D轉換電路 (5)根據(jù)模擬開關電路(6)的狀態(tài)和單片機發(fā)出的控制信號切換至不同的測量功能和量程 ，完成模擬量到數(shù)字量的轉換，由單片機控制電路(9)讀取轉換后所得測量數(shù)據(jù)，并對測 量數(shù)據(jù)進行適當處理后，將數(shù)據(jù)傳送到LCD顯示電路(8)顯示出來。
LCD顯示電路(8)與單片機控制電路(9)相連接，它接收單片機輸出的測量數(shù)據(jù)，并 將測量數(shù)據(jù)顯示出來。
在運用全自動數(shù)字萬用表測量時，黑表筆直接插入黑表筆插孔(1)中，復合表筆直接 插入復合表筆的插槽(2)中。
權利要求1.一種全自動數(shù)字萬用表，它由復合表筆、普通黑表筆、輸入電路(3)、放大器(4)、電壓比較器(10)、檢測電路(7)、模擬開關電路(6)、A/D轉換電路(5)、單片機控制電路(9)、LCD顯示電路(8)組成，其特征是復合表筆由電流傳感器(17)、電容(16)、測試觸頭(15)、導線(13)和多芯插頭(14)、磁屏蔽層(12)組成，前面板中具有復合表筆的插槽(2)和普通黑表筆的插孔(1)。
2.根據(jù)權利要求l所述的全自動數(shù)字萬用表，其特征是復合表筆的 電流傳感器(17)、電容(16)、測試觸頭(15)封裝為一個整體，其外部具有磁屏蔽層( 12)。
3.根據(jù)權利要求l所述的全自動數(shù)字萬用表，其特征是當復合表筆 中測試觸頭(15)直接觸及測試點時，電流傳感器(17)可隨著測試觸頭(15)自動地靠近 被測試線路。
4.根據(jù)權利要求l所述的全自動數(shù)字萬用表，其特征是所述的復合 表筆的插槽(2)和普通黑表筆的插孔(1)是輸入信息的部件。
5.根據(jù)權利要求l所述的全自動數(shù)字萬用表，其特征是復合表筆的 磁屏蔽層(12)在測試觸頭(15)和電流傳感器(17)處具有開口。
6.根據(jù)權利要求l所述的全自動數(shù)字萬用表，其特征是單片機控制 電路(9)分別與A/D轉換電路(5)、模擬開關電路(6)、檢測電路(7)、電壓比較器( 10) 、 LCD顯示電路(8)、反相器(11)相連接。
7.根據(jù)權利要求l所述的全自動數(shù)字萬用表，其特征是A/D轉換電路 (5)分別與模擬開關電路(6)、單片機控制電路(9)相連接。
專利摘要一種全自動數(shù)字萬用表，它由復合表筆、普通黑表筆、輸入電路(3)、放大器(4)、電壓比較器(10)、檢測電路(7)、反相器(11)、模擬開關電路(6)、A/D轉換電路(5)、單片機控制電路(9)、LCD顯示電路(8)組成，復合表筆由電流傳感器(17)、電容(16)、測試觸頭(15)、導線(13)、多芯插頭(14)、磁屏蔽層(12)組成，給該表輸入信息的部件只有電源開關、一個復合表筆的插槽(2)和一個普通黑表筆的插孔(1)，用該表測量時，不需人工切換任何開關，它能自動選擇合適的測量功能和量程檔位進行測量。
文檔編號G01R15/00GK201277992SQ20082030198
公開日2009年7月22日 申請日期2008年9月1日 優(yōu)先權日2008年9月1日
發(fā)明者輝 秦 申請人:輝 秦