多功能智能型儀表的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于領域，尤其是涉及一種多功能智能型儀表。
【背景技術】
[0002]目前現有的多用儀表主要有三類，即模擬型多用儀表、數字型多用儀表和智能型多用儀表，這三類多用儀表按量程、轉換方式、功能、用途和形狀分類多達幾十種，但綜其測量功能基本是:直流電壓、直流電流、交流電壓、電阻、電容、電感和半導體參數等。
[0003]在大專院校中涉及電子工程及自動化等課程的教學和實驗實訓中，經常需要測量低壓直流電壓、直流電流、交流電壓、交流電流、直流功率，交流功率、頻率、脈沖寬度、計數器和溫度等測量功能的儀表。然而現有的三類多用儀表均不能直接滿足低壓直流電壓、直流電流、交流電壓、交流電流、直流功率，交流功率、頻率、脈沖寬度、計數器和溫度等測量功能。大專院校的教學實驗設備上的儀表大都是單一功能的儀表，教學實驗設備上布局多塊單一功能的儀表不僅體積大而且投入的資源多，給大專院校的教學和實驗造成障礙和困難。
[0004]因此，設計出一種集上述多種功能于一身的數字智能型儀表，用以解決大專院校的教學及實驗設備的障礙和困難，同時滿足科技工作的需求，是智能型儀表技術領域急需解決的問題。
【發明內容】
[0005]本實用新型提供一種結構簡單、功能全面、測量數據精度高、量程廣、速度快的多功能智能型儀表。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種多功能智能型儀表，包括儀表盤、與所述儀表盤通過電路連線相連的PCB印刷電路板以及與所述PCB印刷電路板通過排針相連的液晶顯示屏，其中所述儀表盤上設有兩個微動開關以及三對表筆插座。
[0007]所述PCB印刷電路板上設有主控單片機，所述主控單片機分別控制連接有直流電壓模塊電路、直流電流模塊電路、直流功率模塊電路、計數器模塊電路、頻率模塊電路、脈沖寬度模塊電路、環境溫度模塊電路、交流電流相效值模塊電路、交流電壓有效值模塊電路以及交流視在功率值模塊電路。
[0008]進一步地，所述直流電壓模塊電路包括第一功能單片機以及所述第一功能單片機連接的第一 A/D轉換器，所述直流電流模塊電路包括第二功能單片機以及所述第二功能單片機連接的第二 A/D轉換器，所述直流功率模塊電路包括第三功能單片機以及所述第三功能單片機分別連接的第三A/D轉換器、第一差動放大器，所述計數器模塊電路包括第四功能單片機，所述頻率模塊電路包括第五功能單片機，所述脈沖寬度模塊電路包括第六功能單片機，所述環境溫度模塊電路包括第七功能單片機，所述交流電流相效值模塊電路包括第八功能單片機以及所述第八功能單片機分別連接的第四A/D轉換器、第一集成運算放大器，所述交流電壓有效值模塊電路包括第九功能單片機以及所述第九功能單片機分別連接的第五A/D轉換器、第二集成運算放大器，所述交流視在功率值模塊電路包括第十功能單片機以及所述第十功能單片機分別連接的第六A/D轉換器、第二差動放大器、第三集成運算放大器。
[0009]優選地，所述第一功能單片機、所述第三功能單片機、所述第八功能單片機和所述第十功能單片機的型號均為0PA2335;所述第二功能單片機和所述第九功能單片機的型號均為INA213;所述第四功能單片機、所述第五功能單片機和所述第六功能單片機的型號均為LM311;所述第七功能單片機的型號為ADS1232。
[0010]優選地，所述第一A/D轉換器、所述第二 A/D轉換器、所述第三A/D轉換器、所述第四A/D轉換器、所述第五A/D轉換器和所述第六A/D轉換器的型號均為ADS1232。
[0011]優選地，所述第一差動放大器和所述第二差動放大器的型號均為INA213。
[0012]優選地，所述第一集成運算放大器、所述第二集成運算放大器和所述第三集成運算放大器的型號均為TL084。
[0013]優選地，所述主控單片機的型號為STC12C5608AD。
[0014]具體地，所述的兩個微動開關分別為返回程序按鍵開關和下一步程序按鍵開關。所述的三對表筆插座分別為一對用于測量電壓的vin表筆插座、一對用于測量電流的Iin表筆插座和一對用于測量電阻的Fin表筆插座。
[0015]具體地，所述儀表盤上設有顯示屏窗口，所述顯示屏安裝窗口的周邊設有若干儀表盤安裝孔;所述液晶顯示屏由顯示屏主體部以及環設在所述顯示屏主體部周邊的顯示屏安裝部構成，所述顯示屏安裝部上設有若干與所述儀表盤安裝孔一一對應的顯示屏安裝孔;所述PCB印刷電路板的周邊設有與所述儀表盤安裝孔一一對應的電路板安裝孔;所述儀表盤、所述液晶顯示屏和所述PCB印刷電路板從上到下依次布置，所述儀表盤、所述液晶顯示屏和所述PCB印刷電路板通過螺釘進行連接。
[0016]具體地，所述述PCB印刷電路板通過電源連線與開關電源相連，所述開關電源上連接有電源插頭。
[0017]本實用新型多功能智能型儀表，集合直流電壓測量、直流電流測量、直流功率測量、計數器測量、頻率測量、脈沖寬度測量、溫度測量、交流電流測量、交流電壓有效值測量和交流視在功率值測量10項測量功能于一身，具有設計新穎、簡約實用、測量數據精度高、量程廣、速度快的優點，不僅解決了大專院校電子工程及自動化等系教學及實驗設備的障礙和困難，而且能夠滿足科技工作的需求。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型多功能智能型儀表的結構示意圖；
[0019]圖2是本實用新型多功能智能型儀表的液晶顯示屏結構示意圖；
[0020]圖3是本實用新型多功能智能型儀表的PCB印刷電路板結構示意圖；
[0021 ]圖4是本實用新型多功能智能型儀表的控制電路系統框圖。
[0022]圖中:1、儀表盤，2、返回程序按鍵開關，3、下一步程序按鍵開關，4、vin表筆插座，
5、Iin表筆插座，6、Fin表筆插座，7、液晶顯示屏，701、顯示屏主體部，702、顯示屏安裝部，703、顯示屏安裝孔，8、排針，9、電路板安裝孔，1、PCB印刷電路板，11、電路連線，12、開關電源，13、電源連線，14、電源插頭，15、螺釘ο
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本實用新型的具體實施例做詳細說明。
[0024]如圖1-3所示，本實用新型多功能智能型儀表，包括儀表盤1、與所述儀表盤I通過電路連線11相連的PCB印刷電路板1以及與所述PCB印刷電路板1通過排針8相連的液晶顯示屏7。所述儀表盤上設有兩個微動開關以及三對表筆插座，所述的兩個微動開關分別為返回程序按鍵開關2和下一步程序按鍵開關3，所述的三對表筆插座分別為一對用于測量電壓的vin表筆插座4、一對用于測量電流的I in表筆插座5和一對用于測量電阻的Fin表筆插座
6。所述述PCB印刷電路板10通過電源連線13與開關電源12相連，所述開關電源12上連接有電源插頭14。
[0025]所述儀表盤I上設有顯示屏窗口，所述顯示屏安裝窗口的周邊設有若干儀表盤安裝孔。所述液晶顯示屏7由顯示屏主體部701以及環設在所述顯示屏主體部701周邊的顯示屏安裝部702構成，所述顯示屏安裝部702上設有若干與所述儀表盤安裝孔一一對應的顯示屏安裝孔703。所述PCB印刷電路板10的周邊設有與所述顯示屏安裝孔703—一對應的電路板安裝孔9。所述儀表盤1、所述液晶顯示屏7和所述PCB印刷電路板10從上到下呈三層依次布置，所述液晶顯示屏7的顯示屏主體部701微露出所述儀表盤I的顯示屏窗口，所述儀表盤
1、所述液晶顯示屏7和所述PCB印刷電路板10通過螺釘進行連接。
[0026]如圖4所示，所述PCB印刷電路板上設有主控單片機，所述主控單片機分別控制10個測量功能模塊電路組成控制電路系統，所述主控單片機分別控制連接有直流電壓模塊電路、直流電流模塊電路、直流功率模塊電路、計數器模塊電路、頻率模塊電路、脈沖寬度模塊電路、環境溫度模塊電路、交流電流相效值模塊電路、交流電壓有效值模塊電路以及交流視在功率值模塊電路。
[0027]所述主控單片機的型號優選STCl 2C5608AD。
[0028]所述直流電壓模塊電路包括第一功能單片機以及所述第一功能單片機控制連接的第一 A/D轉換器，所述第一功能單片機的型號優選0PA2335，所述第一 A/D轉換器的型號優選ADS1232。
[0029]所述直流電流模塊電路包括第二功能單片機以及所述第二功能單片機連接的第二 A/D轉換器，所述第二功能單片機的型號優選INA213，所述第二 A/D轉換器的型號優選ADS1232。
[0030]所述直流功率模塊電路包括第三功能單片機以及所述第三功能單片機分別連接的第三A/D轉換器、第一差動放大器，所述第三功能單片機的型號優選0PA2335，所述第三A/D轉換器的型號優選ADS1232，所述第一差動放大器的型號優選INA213。
[0031]所述計數器模塊電路包括第四功能單片機，所述第四功能單片機的型號優選LM311。所述頻率模塊電路包括第五功能單片機，所述第五功能單片機的型號優選LM311。所述脈沖寬度模塊電路包括第六功能單片機，所述第六功能單片機的型號優選LM311。所述環境溫度模塊電路包括第七功能單片機，所述第七功能單片機的型號優選ADS1232。
[0032]所述交流電流相效值模塊電路包括第八功能單片機以及所述第八功能單片機分別連接的第四A/D轉換器、第一集成運算放大器，所述第八功能單片機的型號優選0PA2335，所述第四A/D轉換器的型號優選ADS1232，所述第一集成運算放大器的型號優選TL084。
[0033]所述交流電壓有效值模塊電路包括第九功能單片機以及所述第九功能單片機分別連接的第五A/D轉換器、第二集成運算放大器，所述第九功能單片機的型號優選INA213，所述第五A/D轉換器的型號優選ADS1232，所述第二集成運算放大器的型號優選TL084。
[0034]所述交流視在功率值模塊電路包括第十功能單片機以及所述第十功能單片機分別連接的第六A/D轉換器、第二差動放大器、第三集成運算放大器，所述第十功能單片機的型號優選0PA2335，所述第六A/D轉換器的型號優選ADS1232，所述第二差動放大器的型號優選INA213，所述第三集成運算放大器的型號優選TL084。
[0035]本實用新型多功能智能型儀表，通過所述主控單片機控制10個測量功能模塊電路來實現10項功能測量，所述的10項功能測量分別為:直流電壓測量、直流電流測量、直流功率測量、計數器測量、頻率測量、脈沖寬度測量、儀表環境溫度測量、交流電壓測量、交流電流測量和交流視在功率測量，其量程范圍:直流電壓:±20V、直流電流:±5A、交流電壓:0?20V(50HZ)、交流電流:0?5A(50HZ)、頻率計:0?20KHZ(最大±20V輸入，高電平不得小于IV)、環境溫度:-10攝氏度?+70攝氏度。
[0036]在使用時，將一對表筆插入vin表筆插座內，可以測量直流電壓、直流功率、交流電流和交流視在功率。將一對表筆插入I in表筆插座內，可以測量直流電流、直流功率、交流電壓和交流視在功率。將一對表筆插入Fin表筆插座內，可以測量計數器、頻率和脈沖寬度。儀表環境溫度不需要插入表筆，只要使用微動開關按鍵切換設定在儀表環境溫度位置，液晶顯示屏就會顯示出儀表所在位置的環境溫度。
[0037]以上對本實用新型的優選實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本實用新型的專利涵蓋范圍之內。
【主權項】
1.一種多功能智能型儀表，其特征在于:包括儀表盤、與所述儀表盤通過電路連線相連的PCB印刷電路板以及與所述PCB印刷電路板通過排針相連的液晶顯示屏，其中所述儀表盤上設有兩個微動開關以及三對表筆插座； 所述PCB印刷電路板上設有主控單片機，所述主控單片機分別控制連接有直流電壓模塊電路、直流電流模塊電路、直流功率模塊電路、計數器模塊電路、頻率模塊電路、脈沖寬度模塊電路、環境溫度模塊電路、交流電流相效值模塊電路、交流電壓有效值模塊電路以及交流視在功率值模塊電路。2.根據權利要求1所述的多功能智能型儀表，其特征在于:所述直流電壓模塊電路包括第一功能單片機以及所述第一功能單片機連接的第一 A/D轉換器，所述直流電流模塊電路包括第二功能單片機以及所述第二功能單片機連接的第二 A/D轉換器，所述直流功率模塊電路包括第三功能單片機以及所述第三功能單片機分別連接的第三A/D轉換器、第一差動放大器，所述計數器模塊電路包括第四功能單片機，所述頻率模塊電路包括第五功能單片機，所述脈沖寬度模塊電路包括第六功能單片機，所述環境溫度模塊電路包括第七功能單片機，所述交流電流相效值模塊電路包括第八功能單片機以及所述第八功能單片機分別連接的第四A/D轉換器、第一集成運算放大器，所述交流電壓有效值模塊電路包括第九功能單片機以及所述第九功能單片機分別連接的第五A/D轉換器、第二集成運算放大器，所述交流視在功率值模塊電路包括第十功能單片機以及所述第十功能單片機分別連接的第六A/D轉換器、第二差動放大器、第三集成運算放大器。3.根據權利要求2所述的多功能智能型儀表，其特征在于:所述第一功能單片機、所述第三功能單片機、所述第八功能單片機和所述第十功能單片機的型號均為0PA2335;所述第二功能單片機和所述第九功能單片機的型號均為INA213;所述第四功能單片機、所述第五功能單片機和所述第六功能單片機的型號均為LM311;所述第七功能單片機的型號為ADS1232。4.根據權利要求2所述的多功能智能型儀表，其特征在于:所述第一A/D轉換器、所述第二 A/D轉換器、所述第三A/D轉換器、所述第四A/D轉換器、所述第五A/D轉換器和所述第六A/D轉換器的型號均為ADS1232。5.根據權利要求2所述的多功能智能型儀表，其特征在于:所述第一差動放大器和所述第二差動放大器的型號均為INA213。6.根據權利要求2所述的多功能智能型儀表，其特征在于:所述第一集成運算放大器、所述第二集成運算放大器和所述第三集成運算放大器的型號均為TL084。7.根據權利要求1所述的多功能智能型儀表，其特征在于:所述主控單片機的型號為STC12C5608AD。8.根據權利要求1所述的多功能智能型儀表，其特征在于:所述的兩個微動開關分別為返回程序按鍵開關和下一步程序按鍵開關;所述的三對表筆插座分別為一對用于測量電壓的vin表筆插座、一對用于測量電流的I in表筆插座和一對用于測量電阻的Fin表筆插座。9.根據權利要求1所述的多功能智能型儀表，其特征在于:所述儀表盤上設有顯示屏窗口，所述顯示屏安裝窗口的周邊設有若干儀表盤安裝孔;所述液晶顯示屏由顯示屏主體部以及環設在所述顯示屏主體部周邊的顯示屏安裝部構成，所述顯示屏安裝部上設有若干與所述儀表盤安裝孔一一對應的顯示屏安裝孔;所述PCB印刷電路板的周邊設有與所述儀表盤安裝孔一一對應的電路板安裝孔;所述儀表盤、所述液晶顯示屏和所述PCB印刷電路板從上到下依次布置，所述儀表盤、所述液晶顯示屏和所述PCB印刷電路板通過螺釘進行連接。10.根據權利要求1所述的多功能智能型儀表，其特征在于:所述PCB印刷電路板通過電源連線與開關電源相連，所述開關電源上連接有電源插頭。
【專利摘要】本實用新型提供一種多功能智能型儀表，包括儀表盤、與所述儀表盤通過電路連線相連的PCB印刷電路板以及與所述PCB印刷電路板通過排針相連的液晶顯示屏，其中所述儀表盤上設有兩個微動開關以及三對表筆插座，所述PCB印刷電路板上設有主控單片機，所述主控單片機分別控制連接有直流電壓模塊電路、直流電流模塊電路、直流功率模塊電路、計數器模塊電路、頻率模塊電路、脈沖寬度模塊電路、環境溫度模塊電路、交流電流相效值模塊電路、交流電壓有效值模塊電路以及交流視在功率值模塊電路。本實用新型多功能智能型儀表，設計新穎、簡約實用、測量數據精度高、量程廣、速度快的優點。
【IPC分類】G01R23/02, G01R19/02, G01R29/02, G01R19/25, G01R21/133, G01K1/00
【公開號】CN205384315
【申請號】CN201521144397
【發明人】宋立軍, 于磊, 王智勇, 王鑫, 宋耀宗
【申請人】天津芯慧鴻業科技發展有限公司
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2015年12月31日