一種直流電能測(cè)量?jī)x表的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種直流電能測(cè)量?jī)x表，包括MCU模塊、顯示模塊、按鍵模塊、信號(hào)采樣模塊、電源模塊、開入開出模塊、通信模塊、脈沖輸出模塊，其特征在于，信號(hào)采樣模塊將轉(zhuǎn)換的信號(hào)送給MCU模塊，MCU模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行A/D變換后，經(jīng)由脈沖輸出模塊進(jìn)行脈沖輸出，通過(guò)通信模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)距離傳輸，并通過(guò)顯示模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)直流供電回路所有參數(shù)的直接測(cè)量，包括電壓、電流、功率、正向電能、反向電能；無(wú)需用戶通過(guò)人工或上位機(jī)的方式進(jìn)行功率或電能計(jì)算，參數(shù)測(cè)量的精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)?？傮w成本低，性能可靠。
【專利說(shuō)明】一種直流電能測(cè)量?jī)x表

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及智能電力儀表領(lǐng)域，特別是用于直流回路的直流電能測(cè)量?jī)x表。

【背景技術(shù)】
[0002]目前智能型電力儀表在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)直流發(fā)電和直流用電設(shè)備的日趨普及，尤以近年來(lái)光伏產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展以及直流操作及直流用電設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)日益突出，工業(yè)場(chǎng)合急需一種能夠針對(duì)直流回路參數(shù)進(jìn)行測(cè)量評(píng)估的儀表。而目前工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的直流測(cè)量?jī)x表更多的僅能針對(duì)電壓或電流獨(dú)立測(cè)量，無(wú)法直接對(duì)直流設(shè)備的實(shí)用功率進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，更無(wú)法統(tǒng)計(jì)直流用電量。這一直是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)直流回路監(jiān)測(cè)與直流電能統(tǒng)計(jì)的一個(gè)難題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型提出一種直流電能測(cè)量?jī)x表，能夠直接對(duì)直流網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電壓電流的測(cè)量，并通過(guò)內(nèi)部MCU模塊進(jìn)行處理，計(jì)算出實(shí)時(shí)功率及電能累計(jì)。
[0004]技術(shù)方案:一種直流電能測(cè)量?jī)x表，包括MCU模塊、顯不模塊、按鍵模塊、信號(hào)米樣模塊、電源模塊、開入開出模塊、通信模塊、脈沖輸出模塊，其特征在于，信號(hào)采樣模塊將轉(zhuǎn)換的信號(hào)送給MCU模塊,MCU模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行A/D變換后,經(jīng)由脈沖輸出模塊進(jìn)行脈沖輸出，通過(guò)通信模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)距離傳輸，并通過(guò)顯示模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示。
[0005]所述MCU模塊采用MSP430微處理器。
[0006]所述顯示模塊采用筆段式IXD顯示方式。
[0007]所述按鍵模塊采用兩個(gè)I/O 口實(shí)現(xiàn)四個(gè)按鍵的功能。
[0008]所述信號(hào)采樣模塊采用運(yùn)算放大器方式進(jìn)行電壓信號(hào)的分壓取樣以及電流信號(hào)的放大取樣。
[0009]所述電源模塊采用TNY286P控制芯片構(gòu)建的開關(guān)電源。
[0010]所述開入開出模塊包括四路干接點(diǎn)開入量輸入以及兩路繼電器無(wú)源輸出。
[0011 ] 所述通信模塊為RS485通信模塊，采用的是Modbus-RTU協(xié)議。
[0012]所述脈沖輸出模塊采用光耦隔離輸出。
[0013]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)直流供電回路所有參數(shù)的直接測(cè)量，包括電壓、電流、功率、正向電能、反向電能；無(wú)需用戶通過(guò)人工或上位機(jī)的方式進(jìn)行功率或電能計(jì)算，參數(shù)測(cè)量的精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)。總體成本低，性能可靠。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1、2所示，本實(shí)用新型所述的一種直流電能測(cè)量?jī)x表，包括MCU模塊1、顯示模塊2、按鍵模塊3、信號(hào)采樣模塊4、電源模塊5、開入開出模塊6、通信模塊7、脈沖輸出模塊8，其中電源模塊5為寬范圍輸入的開關(guān)電源，為整個(gè)儀表的工作提供穩(wěn)定的工作電源；信號(hào)采樣模塊4將通過(guò)運(yùn)算放大器反相放大器方式將直流回路的電壓/電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可接受的微小直流電壓信號(hào)送給MCU模塊I的A/D單元;MCU模塊I對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行A/D變換并量化成數(shù)字脈沖信號(hào)，送給脈沖輸出模塊8進(jìn)行脈沖輸出以及通過(guò)通信模塊7將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)距離傳輸，并且通過(guò)顯示模塊2進(jìn)行本地?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示；按鍵模塊3提供給用戶進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置，如電壓/電流變比，脈沖常數(shù)等直流回路參數(shù)，并且提供給用戶數(shù)據(jù)查看人機(jī)操作接口，確保儀表內(nèi)部參數(shù)與直流回路標(biāo)稱參數(shù)的一致性，保證測(cè)量顯示的正確性。
[0017]MCU模塊I使用TI公司的微控制芯片，芯片提供A/D采樣及液晶驅(qū)動(dòng)功能，被測(cè)信號(hào)被引入芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及芯片進(jìn)行其他的控制輸出。顯示模塊2使用筆段式LCD將MCU處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，并可向用戶提供直觀的可操顯界面。按鍵模塊3提供用戶對(duì)儀表參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，或者通過(guò)按鍵進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)的查看。信號(hào)采樣模塊4將直流回路的電壓電流信號(hào)，通過(guò)運(yùn)算放大器變換成0-0.5V的直流電壓信號(hào)，提供給MCU模塊穩(wěn)定安全的A/D轉(zhuǎn)換電壓。電源模塊5為各個(gè)功能模塊工作提供穩(wěn)定的工作電源，采用交直流寬范圍輸入方案，選用PI公司的TNY286P開關(guān)電源控制芯片構(gòu)建。開入開出模塊6中開入功能可以檢測(cè)本儀表以外的開關(guān)量信號(hào)，配合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)其他設(shè)備的控制；開出功能可實(shí)現(xiàn)電測(cè)量越限報(bào)警或者通信遙控開出量進(jìn)行輸出控制，同樣可以配合開入量功能實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制。通信模塊7可實(shí)現(xiàn)所有測(cè)量數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸，配合用戶上位機(jī)軟件進(jìn)行組網(wǎng)控制。脈沖輸出模塊8將MCU模塊I輸出的電能脈沖隔離輸出。
【權(quán)利要求】
1.一種直流電能測(cè)量?jī)x表，包括M⑶模塊(I)、顯示模塊(2)、按鍵模塊(3)、信號(hào)采樣模塊(4)、電源模塊(5)、開入開出模塊(6)、通信模塊(7)、脈沖輸出模塊(8),其特征在于，信號(hào)采樣模塊(4)將轉(zhuǎn)換的信號(hào)送給MCU模塊(1)，MCU模塊(I)對(duì)信號(hào)進(jìn)行A/D變換后，經(jīng)由脈沖輸出模塊(8)進(jìn)行脈沖輸出，通過(guò)通信模塊(7)進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)距離傳輸，并通過(guò)顯示模塊(2)進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電能測(cè)量?jī)x表，其特征在于，所述MCU模塊(I)采用MSP430微處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電能測(cè)量?jī)x表，其特征在于，所述顯示模塊(2)采用筆段式LCD顯示方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電能測(cè)量?jī)x表，其特征在于，所述按鍵模塊(3)采用兩個(gè)I/O 口實(shí)現(xiàn)四個(gè)按鍵的功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電能測(cè)量?jī)x表，其特征在于，所述信號(hào)采樣模塊(4)采用運(yùn)算放大器方式進(jìn)行電壓信號(hào)的分壓取樣以及電流信號(hào)的放大取樣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電能測(cè)量?jī)x表，其特征在于，所述電源模塊(5)采用TNY286P控制芯片構(gòu)建的開關(guān)電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電能測(cè)量?jī)x表，其特征在于，所述開入開出模塊(6)包括四路干接點(diǎn)開入量輸入以及兩路繼電器無(wú)源輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電能測(cè)量?jī)x表，其特征在于，所述通信模塊(7)為RS485通信模塊，采用的是Modbus-RTU協(xié)議。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電能測(cè)量?jī)x表，其特征在于，所述脈沖輸出模塊(8)采用光率禹隔離輸出。
【文檔編號(hào)】G01R22/10GK204028224SQ201420423886
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】孫運(yùn)建, 張明, 范賢軍, 蘇蛟 申請(qǐng)人:江蘇斯菲爾電氣股份有限公司