專利名稱：一種復(fù)合功能電子測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電子信息領(lǐng)域，涉及電子測量技術(shù)，具體涉及一種復(fù)合功能電子
測量裝置。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)中諧波產(chǎn)生的根本原因是由于非線性負載所致。當(dāng)電流流經(jīng)負載時，與所加的電壓不呈線性關(guān)系，就形成非正弦電流，即電路中有諧波產(chǎn)生。直流輸電、大功率單相整流技術(shù)在工業(yè)部門和用電設(shè)備上的廣泛應(yīng)用。導(dǎo)致電流波形畸變和三相不平衡日益嚴重，成為影響電能質(zhì)量的重要因素。沖擊性功率負荷(如電弧爐、直流輸電換流站)投入電網(wǎng)運行后，會使電網(wǎng)電壓發(fā)生波動，從而嚴重地干擾了電網(wǎng)中波動敏感負荷如照明、計算機、精密電子儀器等的正常運轉(zhuǎn)。眾多基于計算機，微處理器控制的精密電子和電力電子裝置在電力系統(tǒng)大量使用，對供電質(zhì)量的敏感程度越來越高，他們對系統(tǒng)干擾比機電設(shè)備更敏感，因此對電能質(zhì)量的要求也更高。一旦出現(xiàn)電能質(zhì)量問題，輕則造成設(shè)備故障，重則造成整個系統(tǒng)的損壞，由此帶來的損失是難以估量的。另外，大量為提高生產(chǎn)效率，節(jié)約能源和減小環(huán)境污染而采用的基于電力電子技術(shù)的現(xiàn)代化設(shè)備正成為電能質(zhì)量問題的主要來源。所以，這些問題需要諧波分析儀來輔助解決。在生活中，用電安全已成為人們經(jīng)常談?wù)摰脑掝}，生活用電電壓為220V，人們在用電的過程中，由于種種原因會發(fā)生漏電現(xiàn)象，所以，一些廠商便實用新型了一系列的漏電開關(guān)，以防止因漏電而對人們產(chǎn)生危害。而有些在安裝漏電開關(guān)的過程中，由于錯誤接線或漏電開關(guān)不合格，同樣會對人們的人身和財產(chǎn)安全造成危害，所以，這時便要用到漏電開關(guān)檢測儀。目前市場上的萬用表、RCD(漏電開關(guān))檢測儀和諧波分析儀都是獨立的，而我們的電力和質(zhì)檢部門等在實際檢測和使用時，除了檢測漏電開關(guān)是否合格外，往往還要進行電網(wǎng)的諧波分析以及萬用表的測試(包括電壓，頻率，通斷，電流，電容，電壓等)，這樣需要選取不同功能的各種不同電子測量儀表，無法把不同的功能測量集成于一種儀表上，使其測量過程比較繁瑣，測量勞動強度大，增加測量成本，給測量帶來很多不便，且多個單一功能的測量儀表不但造價昂貴而且攜帶不便。所以，開發(fā)一種集漏電開關(guān)檢測功能、諧波分析功能和萬用表功能于一體的復(fù)合功能電子測量裝置，就成為較為迫切的需要。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了有效解決測量儀表功能單一問題，同時結(jié)合目前市場上萬用表、漏電開關(guān)檢測儀和諧波分析儀而開發(fā)一種復(fù)合功能電子測量裝置，具有智能化高，精確度高，使用方便、快捷的特點。本實用新型為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方法為一種復(fù)合功能電子測量裝置，其包括電子測量儀本體，其特征在于，在所述的電子測量儀本體內(nèi)部設(shè)有相互連接的一功能測試單元和一中央處理單元；在所述的功能測試單元內(nèi)設(shè)有一萬用表測試模塊，一漏電開關(guān)檢測模塊和一諧波分析模塊；所述的功能測試單元開始采集信息源所發(fā)出的信息時，對功能測試單元進行測試選擇，待功能測試單元采集完信息后，將信息傳輸至中央處理單元，經(jīng)中央處理單元處理后，將信息輸出。所述的軟件控制平臺中分別設(shè)有如下附加功能模塊H0LD數(shù)據(jù)保持，MAX/MIN最大/最小值，RANGE切換自動和手動量程，LIGHT背光，SAVE存儲，RECALL讀存儲數(shù)據(jù)和LOCK漏電開關(guān)鎖定測試模塊。所述的電子測量儀本體上設(shè)有一功能轉(zhuǎn)換旋鈕以及多個附加功能按鍵。所述的在所述的萬用表測試模塊內(nèi)設(shè)有相互連接的功能選擇模塊，信號調(diào)理模塊和一數(shù)字萬用表專用芯片ASIC ;在所述的漏電開關(guān)檢測模塊內(nèi)設(shè)有相互連接的電壓檢測模塊，高速ADC模塊，觸發(fā)電流產(chǎn)生模塊，信號跟隨模塊和DAC模塊；在所述的諧波分析模塊內(nèi)設(shè)有相互連接的功能選擇模塊，信號調(diào)理模塊，基頻測試模塊，高速ADC采集模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。所述的中央處理模塊包括DSP數(shù)據(jù)處理芯片、嵌入式ARM控制芯片和FPGA可編程邏輯器件。所述的電子測量儀本體側(cè)面還設(shè)有USB通信接口。所述的萬用表測試功能模塊包括交流電壓測試功能，直流電壓測試功能，電阻測試功能，二極管測試功能，通斷蜂鳴測試功能，電容測試功能，溫度測試功能，頻率測試功能，交流電流測試功能和直流電流測試功能；所述的漏電開關(guān)檢測功能模塊包括動作(跳閘)時間測試功能和動作(跳閘)電流測試功能；所述的諧波分析功能模塊包括對諧波的I 21次分析功能。本實用新型將萬用表、漏電開關(guān)檢測儀和諧波分析儀結(jié)為一體，使得使用者在檢測漏電開關(guān)是否合格、對諧波的分析和其他功能測試時，無需使用三個測量儀器，而使用本實用新型就能達到測量目的，而且結(jié)合附加功能，從而能夠?qū)崿F(xiàn)測量的準確、方便和快捷。

圖I為本實用新型的硬件功能模塊組成結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的軟件控制流程圖；圖3為本實用新型的軟件控制平臺示意圖；圖4為本實用新型的萬用表功能測試流程圖；圖5為本實用新型的漏電開關(guān)檢測流程圖；圖6為本實用新型的諧波分析流程圖。
具體實施方式
實施例參見圖I至圖6，本實用新型提供的一種復(fù)合功能電子測量裝置，其包括電子測量儀本體，在所述的電子測量儀本體內(nèi)部設(shè)有相互連接的一功能測試單元和一中央處理單元；在所述的功能測試單元內(nèi)設(shè)有一萬用表測試模塊，一漏電開關(guān)檢測模塊和一諧波分析模塊；所述的功能測試單元開始采集信息源所發(fā)出的信息時，對功能測試單元進行測試選擇，待功能測試單元采集完信息后，將信息傳輸至中央處理單元，經(jīng)中央處理單元處理后，將信息輸出。所述的軟件控制平臺中分別設(shè)有如下附加功能模塊H0LD數(shù)據(jù)保持，MAX/MIN最大/最小值，RANGE切換自動和手動量程，LIGHT背光，SAVE存儲，RECALL讀存儲的數(shù)據(jù)和LOCK漏電開關(guān)鎖定測試模塊。所述的電子測量儀本體上設(shè)有一功能轉(zhuǎn)換旋鈕，及如下多個附加功能按鍵H0LD數(shù)據(jù)保持，ΜΑΧ/ΜΙΝ最大/最小值，RANGE切換自動和手動量程，LIGHT背光，SAVE存儲，RECALL讀存儲的數(shù)據(jù)和LOCK漏電開關(guān)鎖定測試按鍵。所述的萬用表測試模塊內(nèi)分別設(shè)有相互連接的功能選擇模塊，信號調(diào)理模塊和一數(shù)字萬用表專用芯片(ASIC);在所述的漏電開關(guān)檢測模塊內(nèi)設(shè)有相互連接的電壓檢測模塊，高速ADC模塊，觸發(fā)電流產(chǎn)生模塊，信號跟隨模塊和DAC模塊；在所述的諧波分析模塊內(nèi)設(shè)有相互連接的功能選擇模塊，信號調(diào)理模塊，基頻測試模塊，高速ADC采集模塊和數(shù)據(jù)存儲豐吳塊。 所述的中央處理模塊包括DSP數(shù)據(jù)處理芯片、嵌入式ARM控制芯片和FPGA可編程邏輯器件。所述的電子測量儀本體側(cè)面還設(shè)有USB通信接口。本電子測量裝置可通過USB通信模塊與PC機連接，在PC機上運行虛擬數(shù)字多用表軟件;USB控制欲數(shù)據(jù)采集模塊的多路數(shù)字量輸出單元產(chǎn)生測量轉(zhuǎn)換和量程轉(zhuǎn)換所需要的控制信號，多路模擬量通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，經(jīng)USB總線傳輸?shù)絇C機，經(jīng)過PC機軟件的數(shù)據(jù)處理，在PC機上顯示被測量的數(shù)據(jù)。本實施例提供的一種復(fù)合功能電子測量裝置的測量方法，其包括以下步驟(I)設(shè)置一電子測量儀，在其內(nèi)部設(shè)置相互連接的一功能測試單元和一中央處理單元；在所述的電子測量儀上設(shè)置一功能轉(zhuǎn)換旋鈕；其還包括在所述的中央處理單元設(shè)置一數(shù)據(jù)運算模塊和一中央控制模塊，所述的數(shù)據(jù)運算模塊對各測試模塊所采集到的信號數(shù)據(jù)，通過FFT算法進行運算；所述的中央控制模塊通過對軟件程序的調(diào)用和執(zhí)行，來實現(xiàn)對各測試功能的智能化轉(zhuǎn)換和對數(shù)據(jù)運算結(jié)果的處理；(2)在所述的功能測試單元內(nèi)設(shè)置一萬用表測試模塊，一漏電開關(guān)檢測模塊和一諧波分析模塊；在所述的萬用表測試模塊內(nèi)設(shè)置相互連接的一功能選擇模塊，一信號調(diào)理模塊和一數(shù)字萬用表專用芯片(ASIC);在所述的漏電開關(guān)檢測模塊內(nèi)設(shè)置相互連接的一電壓檢測模塊，一高速ADC模塊,一觸發(fā)電流產(chǎn)生模塊,一信號跟隨模塊和一 DAC模塊；在所述的諧波分析模塊內(nèi)設(shè)置相互連接的一功能選擇模塊，一信號調(diào)理模塊，一基頻測試模塊，高速ADC采集模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊；在所述步驟(2)中的功能測試單元內(nèi)，設(shè)置一漏電開關(guān)檢測前接線檢查功能?！缞A，該功能通過3個LED指示燈來指示，是否連接正確；當(dāng)P-E GREEN(綠)LED指示燈和P-NGREEN(綠)LED指示燈亮而RED (紅)LED指示燈不亮?xí)r，說明接線是正確的，否則接線不正確；(3)設(shè)置一軟件控制平臺，內(nèi)置于所述的中央處理單元內(nèi)；在所述的軟件控制平臺內(nèi)分別設(shè)置HOLD (數(shù)據(jù)保持)，ΜΑΧ/ΜΙΝ(最大/最小值)，RANGE (切換自動和手動量程)，LIGHT (背光)，SAVE (存儲)，RECALL (讀存儲的數(shù)據(jù))和LOCK (漏電開關(guān)鎖定測試功能)等附加功能模塊；當(dāng)功能轉(zhuǎn)換旋鈕選擇萬用表測試功能時，所述的功能選擇模塊，根據(jù)用戶的選擇，提供相應(yīng)的測試功能，然后通過對信息源進行采集，經(jīng)信號調(diào)理模塊對采集的信號進行預(yù)處理后，傳輸至ASIC中，然后通過ASIC與中央處理單元進行通信和處理后，輸出信號；當(dāng)功能轉(zhuǎn)換旋鈕選擇漏電開關(guān)檢測功能時，所述的信號跟隨模塊跟隨外部電網(wǎng)(230V/50HZ)的信號，中央處理單元根據(jù)信號跟隨模塊發(fā)回的信息，發(fā)送數(shù)字信號給DAC模塊，DAC模塊輸出交流信號，去控制電子負載，使其輸出相應(yīng)漏電電流，在D/A轉(zhuǎn)換剛開始時，中央處理單元的定時器開始計時，直到漏電開關(guān)跳閘(觸發(fā))后結(jié)束計時；當(dāng)功能轉(zhuǎn)換旋鈕選擇諧波分析功能時，諧波信號經(jīng)信號調(diào)理模塊后得到基波信號的頻率，該信號經(jīng)基頻測試模塊后，傳輸至中央處理單元，中央處理單元根據(jù)基波頻率得到相應(yīng)的采樣頻率，然后通過中央處理單元，算出相應(yīng)的諧波大小和其他參數(shù)后，輸出結(jié)果；(4)加電開始工作，所述的功能測試單元開始采集信息源所發(fā)出的信息時，首先，由軟件控制平臺根據(jù)預(yù)先設(shè)置好的程序，對功能測試單元進行測試選擇，待功能測試單元采集完信息后，將信息傳輸至中央處理單元，經(jīng)中央處理單元處理后，將信息輸出。
·[0038]本實用新型的主要功能測量范圍交流電壓為OV 1000V，頻率響應(yīng)為45Hz 1000Hz，測量精度為±(2%+3);直流電壓為O 1000V，測量精度為±(2%+3);交流電流為O 1A，頻率響應(yīng)為45Hz 1000Hz，測量精度為土(2% +5);直流電流為O 1A，測量精度為±(2%+3);電阻為O 40ΜΩ，測量精度為±(1%+3);電容為O 1000 μ F，測量精度為±(3%+5);頻率為0.01Hz 1MHz，測量精度為±(0. 1%+3);溫度為_40°C 1000°C，測量精度為± (3% +5)。本實用新型的漏電開關(guān)測試功能測量范圍漏電開關(guān)測試分為3檔*1/2檔，*1檔和*5檔；額定動作(跳閘)電流為10/20/30/100/300mA ;故障動作(跳閘)時間范圍*1/2檔0 2000mS，*1檔0 2000mS，*5檔0 40mS ;動作(跳閘)電流精度*1/2檔-8% 0% *1檔和*5檔0% +8% ;動作(跳閘)時間精度±2% rdg±2dgt ;相位角度選擇測試可選擇從正的(0° )或從負的(180° )半周開始測試。本實用新型的諧波分析功能測量范圍諧波分析電壓范圍30V 600V ;諧波分析電流范圍5A 100A ;諧波分析頻響(基波頻率)50Hz 60Hz ;測試精度1次諧波± (3% +10) ;2 6次諧波± (3. 5% +10) ;7 8 次諧波± (4. 5% +10) ；9 10 次諧波± (5% +10) ;11 15 次諧波±(7% +10) ; 16 21 次諧波:±(10% +10)。本實用新型的優(yōu)點是本實用新型提供的裝置集萬用表、漏電開關(guān)檢測儀和諧波分析儀的功能于一體，使得測試更加方便、快捷，裝置的體積更小、集成度更高，結(jié)合本實用新型提供的多種附加功能，使得測量方法及裝置使用更加智能化，且大大提高了測量精度，攜帶方便，同時也節(jié)約了購買成本。但以上所述僅為本實用新型的較佳可行實施例，并非用以局限本實用新型的專利范圍，故凡運用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合功能電子測量裝置，其包括電子測量儀本體，其特征在于，在所述的電子測量儀本體內(nèi)部設(shè)有相互連接的一功能測試單元和一中央處理單元；在所述的功能測試單元內(nèi)設(shè)有一萬用表測試模塊，一漏電開關(guān)檢測模塊和一諧波分析模塊；所述的功能測試單元開始采集信息源所發(fā)出的信息時，對功能測試單元進行測試選擇，待功能測試單元采集完信息后，將信息傳輸至中央處理單元，經(jīng)中央處理單元處理后，將信息輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合功能電子測量裝置，其特征在于，所述的電子測量儀本體上設(shè)有一功能轉(zhuǎn)換旋鈕，及如下多個附加功能按鍵=HOLD數(shù)據(jù)保持，MAX/MIN最大/最小值，RANGE切換自動和手動量程，LIGHT背光，SAVE存儲，RECALL讀存儲的數(shù)據(jù)和LOCK漏電開關(guān)鎖定測試按鍵。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合功能電子測量裝置，其特征在于，所述的萬用表測試模塊內(nèi)設(shè)有相互連接的功能選擇模塊，信號調(diào)理模塊和一數(shù)字萬用表專用芯片ASIC ;所述的漏電開關(guān)檢測模塊內(nèi)設(shè)有相互連接的電壓檢測模塊，高速ADC模塊，觸發(fā)電流產(chǎn)生模塊，信號跟隨模塊和DAC模塊；所述的諧波分析模塊內(nèi)設(shè)有相互連接的功能選擇模塊，信號調(diào)理模塊，基頻測試模塊，高速ADC采集模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合功能電子測量裝置，其特征在于，所述的中央處理單元包括DSP數(shù)據(jù)處理芯片、嵌入式ARM控制芯片和FPGA可編程邏輯器件。
專利摘要本實用新型公開了一種復(fù)合功能電子測量裝置，其包括殼體、探針、功能控制按鍵和旋鈕、LCD顯示屏以及置于殼體內(nèi)部的功能電路模塊，所述的功能電路模塊包括萬用表部分、漏電開關(guān)檢測部分和諧波分析部分；其中所述的漏電開關(guān)檢測部分包括電壓檢測模塊、高速ADC模塊、觸發(fā)電流產(chǎn)生模塊、信號跟隨模塊和DAC模塊；所述的諧波分析部分包括功能選擇模塊，信號調(diào)理模塊，基頻測試模塊，高速ADC采集模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。本實用新型的有益效果是集萬用表、漏電開關(guān)檢測儀和諧波分析儀于一體，使得測試更加方便、快捷，且攜帶方便，結(jié)合本實用新型的附加功能，使得使用更加智能化，更大大提高了測量精度。
文檔編號G01R15/12GK202815052SQ20122026124
公開日2013年3月20日 申請日期2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月5日
發(fā)明者李毓宏, 葛明麗 申請人:優(yōu)利德科技(中國)有限公司