專利名稱：取得電流時間積分值的安培小時計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電類的計(jì)量儀表，用以計(jì)量電流的時間積分值，特別適用于蓄電池的充電和放電的監(jiān)視、計(jì)量和控制中。
在許多工業(yè)生產(chǎn)中，往往需要計(jì)量直流電流的電流與時間的乘積，一般稱為容量。如蓄電池的生產(chǎn)中，在對電池極板的化成過程中，只需知道流入極板的電流與時間的乘積即容量就可以了。在蓄電池的充電作業(yè)中，一般規(guī)定初次充電必須充入蓄電池標(biāo)稱容量的五倍。在日常蓄電池的充電時，必須充入放出容量的1.2至1.5倍，才能保證蓄電池的正常使用。另外在對蓄電池的日常維護(hù)及保養(yǎng)時，需要及時了解蓄電池的現(xiàn)有容量狀況，必須對充足的蓄電池進(jìn)行全容量的放電試驗(yàn)，計(jì)下蓄電池的現(xiàn)有容量，以決定是否更換新蓄電池。在發(fā)電、輸變電工程中，在礦山、鐵道運(yùn)輸中，也有大量的直流電量需要計(jì)量。
1981年，涉及各學(xué)會的能量變換工程會議中發(fā)表了一篇有關(guān)蓄電池充電控制器的論文(Lehto，G.M。，Ampere－h(huán)ourintegratorbatterychargecontroller，Proceed－ingsofthe16thIntersocietyEnergyConvers－ionEngineeringConference，1981，Vo1.1，P.232－4)，采用了一個充電用直流電源，經(jīng)一個電流傳感器向蓄電池充電，這電流傳感器產(chǎn)生的信號經(jīng)過一個放大器放大后，接向一個電壓——頻率變換器，再接向一個可逆計(jì)數(shù)器。蓄電池放電時，經(jīng)另一個電流傳感器接向負(fù)載，這另一個電流傳感器產(chǎn)生的信號也可經(jīng)同一個放大器和電壓——頻率變換器，接向同一個可逆計(jì)數(shù)器。但該論文中僅公開了表明各部分關(guān)系的方框圖，沒有具體的電路圖。
本實(shí)用新型的目的是提供一種實(shí)用的適用于蓄電池的安培小時計(jì)，采用國內(nèi)易得的集成電路器件；計(jì)量的電流與時間的積分值用數(shù)碼管顯示；可以預(yù)置一個數(shù)；可以正計(jì)數(shù)或負(fù)計(jì)數(shù)；采用交流220伏或直流5伏供電；安培小時計(jì)的額定工作電流由電流分流器的量程決定，可以有較寬的適用范圍。
本實(shí)用新型的任務(wù)是如下方式完成的當(dāng)被測電流通過電流分流器時，產(chǎn)生一個毫伏級的電壓信號，經(jīng)過十幾倍的放大后，得到一個正比于被測電流的電壓信號。這信號輸入到一個壓控振蕩器，壓控振蕩器產(chǎn)生一個頻率正比于其輸入電壓信號大小的矩形波，經(jīng)過10000分頻后，通過可逆計(jì)數(shù)器進(jìn)行正或負(fù)計(jì)數(shù)。最后經(jīng)過譯碼驅(qū)動器譯碼后，由LED數(shù)碼管顯示結(jié)果。本實(shí)用新型內(nèi)LED數(shù)碼管等和所有集成電路器件全由直流5伏供電。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)是采用國內(nèi)易得的集成電路器件；整個安培小時計(jì)體積小巧，包括5伏穩(wěn)壓電源部分在內(nèi)，外形尺寸為60×120×156毫米；可以予置一個數(shù)；可進(jìn)行正計(jì)數(shù)或負(fù)計(jì)數(shù)；整個安培小時計(jì)可由交流220伏或穩(wěn)定的直流5伏供電；5伏穩(wěn)壓電源作為獨(dú)立的附件進(jìn)行安裝；整個安培小時的基本誤差可小于0.5％±1字。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。


圖1是本實(shí)用新型的構(gòu)成框圖。
圖2是本實(shí)用新型的原理電路圖。
參照圖1，本實(shí)用新型由5伏穩(wěn)壓電源〔1〕、電流分流器〔2〕、放大器〔3〕、壓控振蕩器〔4〕、分頻器〔5〕、可逆計(jì)數(shù)器〔6〕、預(yù)置開關(guān)〔7〕、譯碼驅(qū)動器〔8〕、LED數(shù)碼管〔9〕、LED符號管〔10〕等組成。5伏穩(wěn)壓電源〔1〕向LED數(shù)碼管〔9〕、LED符號管〔10〕和所有集成電路器件供電。
參照圖2，被測電流為額定工作電流時，通過電流分流器〔2〕時，產(chǎn)生一個75毫伏的信號，加在放大器〔3〕上，經(jīng)過十幾倍的放大，產(chǎn)生一個大約1伏的電壓信號加到壓控振蕩器〔4〕的輸入端。壓控振蕩器〔4〕由兩個運(yùn)算放大器T2、T3，三極管T4，電阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11和R12組成(Shepherd，I.E.，1981Operational amplifiers，Longman Group Limited，Chapter6179－180)。壓控振蕩器〔4〕產(chǎn)生一個頻率正比于其輸入電壓大小的矩形波。這矩形波經(jīng)分頻器〔5〕進(jìn)行10000分頻后，得到與被測電流相對應(yīng)的時鐘脈沖。時鐘脈沖送入可逆計(jì)數(shù)器〔6〕?？赡嬗?jì)數(shù)器〔6〕的正計(jì)數(shù)或負(fù)計(jì)數(shù)由圖2中極性開關(guān)K〔11〕的位置決定，當(dāng)極性開關(guān)K〔11〕打向“＋5V”時可進(jìn)行正計(jì)數(shù)，反之為負(fù)計(jì)數(shù)。最后將可逆計(jì)數(shù)器〔6〕中的數(shù)由譯碼驅(qū)動器〔8〕譯碼后，由LED數(shù)碼管〔9〕進(jìn)行數(shù)字顯示。LED符號管〔10〕由極性開關(guān)K〔11〕的位置控制?？赡嬗?jì)數(shù)器〔6〕可以根據(jù)所需用的數(shù)字，由預(yù)置開關(guān)〔7〕將10進(jìn)制變?yōu)?421碼，用復(fù)位開關(guān)FA〔12〕將數(shù)置入可逆計(jì)數(shù)器〔6〕。
本實(shí)用新型的圖2中，為了方便起見，利用了通用運(yùn)算放大器F324，焊裝前應(yīng)對其中每個運(yùn)算放大器的漂移性能加以測試，選其中漂移最小者用于放大器〔3〕中。
若本實(shí)用新型安培小時計(jì)每次均從零開始計(jì)數(shù)，只需將可逆計(jì)數(shù)器〔6〕中的三只C4209中的3、4、12、13腳直接接地即可，這樣可省去三個8421碼預(yù)置開關(guān)〔7〕，可簡化線路。另外圖2中極性開關(guān)〔11〕的作用主要作為正或負(fù)計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換用，若本實(shí)用新型安培小時計(jì)只作一方向計(jì)數(shù)用，也可省略。如僅作正計(jì)數(shù)，只需將原接極性開關(guān)〔11〕的刀處的線固定接“＋5V”即可，LED符號管〔10〕也可省略。本實(shí)用新型安培小時計(jì)的額定工作電流由電流分流器〔2〕的量程決定，如5、10、15、20、30、50、75、100安等。
權(quán)利要求1.一個由電流分流器(2)、放大器(3)、壓控振蕩器(4)。可逆計(jì)數(shù)器(6)組成的取得電流時間積分值的安培小時計(jì)，本實(shí)用新型的特征是被測電流在電流分流器(2)上產(chǎn)生一個75毫伏的信號，加在放大倍數(shù)為十幾倍的由一只運(yùn)算放大器1/4F324組成的放大器(3)上；放大器(3)輸出一個大約1伏的電壓信號加到壓控振蕩器(4)的輸入；壓控振蕩器(4)由兩只運(yùn)算放大器、一個三極管和電阻等組成；壓控振蕩器(4)輸出脈沖經(jīng)由兩塊C4518組成的分頻器(5)進(jìn)行10000分頻后，接向可逆計(jì)數(shù)器(6)；可逆計(jì)數(shù)器(6)由一只運(yùn)算放大器和三塊C4029組成；可逆計(jì)數(shù)器(6)中的數(shù)由三塊C14543組成的譯碼驅(qū)動器(8)譯碼后，由FR-205(C)LED數(shù)碼管(9)進(jìn)行數(shù)字顯示；可逆計(jì)數(shù)器(9)的正、負(fù)計(jì)數(shù)由極性開關(guān)K(11)的位置決定。
2.按權(quán)利要求1所述的取得電流時間積分值的安培小時計(jì)，本實(shí)用新型的特征是LED符號管(10)由極性開關(guān)K(11)的位置控制；可逆計(jì)數(shù)器(6)可以根據(jù)所需用的數(shù)字，由預(yù)置開關(guān)(7)將10進(jìn)制變成為8421碼，用復(fù)位開關(guān)FA(12)將數(shù)置入可逆計(jì)數(shù)器(6)。
3.按權(quán)利要求1或2所述的取得電流時間積分值的安培小時計(jì)，本實(shí)用新型的特征是采用交流220伏或穩(wěn)定的直流5伏供電，5伏穩(wěn)壓電源(1)作為獨(dú)立的附件進(jìn)行安裝。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種能夠取得電流時間積分值的安培小時計(jì)，屬于電類的計(jì)量儀表，特別適用于蓄電池的充電和放電的監(jiān)視、計(jì)量或控制中。被測電流經(jīng)電流分流器后產(chǎn)生的電壓信號，經(jīng)放大后控制壓控振蕩器的頻率，經(jīng)分頻器分頻后，由可逆計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，最后由譯碼驅(qū)動器譯碼和LED數(shù)碼管顯示結(jié)果?？梢灶A(yù)置一個數(shù)，進(jìn)行正計(jì)數(shù)或負(fù)計(jì)數(shù)。
文檔編號G01R22/00GK2047027SQ8820625
公開日1989年11月1日 申請日期1988年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1988年5月26日
發(fā)明者潘景宜 申請人:潘景宜