專利名稱：取得電流時間積分值的安培小時計的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電類的計量儀表，用以計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視、計量和控制中。
在許多工業生產中，往往需要計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中，一般規定初次充電必須充入蓄電池標稱容量的五倍。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及保養時，需要及時了解蓄電池的現有容量狀況，必須對充足的蓄電池進行全容量的放電試驗，計下蓄電池的現有容量，以決定是否更換新蓄電池。在發電、輸變電工程中，在礦山、鐵道運輸中，也有大量的直流電量需要計量。
1981年，涉及各學會的能量變換工程會議中發表了一篇有關蓄電池充電控制器的論文(Lehto，G.M。，Ampere－hourintegratorbatterychargecontroller，Proceed－ingsofthe16thIntersocietyEnergyConvers－ionEngineeringConference，1981，Vo1.1，P.232－4)，采用了一個充電用直流電源，經一個電流傳感器向蓄電池充電，這電流傳感器產生的信號經過一個放大器放大后，接向一個電壓——頻率變換器，再接向一個可逆計數器。蓄電池放電時，經另一個電流傳感器接向負載，這另一個電流傳感器產生的信號也可經同一個放大器和電壓——頻率變換器，接向同一個可逆計數器。但該論文中僅公開了表明各部分關系的方框圖，沒有具體的電路圖。
本實用新型的目的是提供一種實用的適用于蓄電池的安培小時計，采用國內易得的集成電路器件；計量的電流與時間的積分值用數碼管顯示；可以預置一個數；可以正計數或負計數；采用交流220伏或直流5伏供電；安培小時計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。
本實用新型的任務是如下方式完成的當被測電流通過電流分流器時，產生一個毫伏級的電壓信號，經過十幾倍的放大后，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，壓控振蕩器產生一個頻率正比于其輸入電壓信號大小的矩形波，經過10000分頻后，通過可逆計數器進行正或負計數。最后經過譯碼驅動器譯碼后，由LED數碼管顯示結果。本實用新型內LED數碼管等和所有集成電路器件全由直流5伏供電。
本實用新型的特點是采用國內易得的集成電路器件；整個安培小時計體積小巧，包括5伏穩壓電源部分在內，外形尺寸為60×120×156毫米；可以予置一個數；可進行正計數或負計數；整個安培小時計可由交流220伏或穩定的直流5伏供電；5伏穩壓電源作為獨立的附件進行安裝；整個安培小時的基本誤差可小于0.5％±1字。
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。
圖1是本實用新型的構成框圖。
圖2是本實用新型的原理電路圖。
參照圖1，本實用新型由5伏穩壓電源〔1〕、電流分流器〔2〕、放大器〔3〕、壓控振蕩器〔4〕、分頻器〔5〕、可逆計數器〔6〕、預置開關〔7〕、譯碼驅動器〔8〕、LED數碼管〔9〕、LED符號管〔10〕等組成。5伏穩壓電源〔1〕向LED數碼管〔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，產生一個75毫伏的信號，加在放大器〔3〕上，經過十幾倍的放大，產生一個大約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〕產生一個頻率正比于其輸入電壓大小的矩形波。這矩形波經分頻器〔5〕進行10000分頻后，得到與被測電流相對應的時鐘脈沖。時鐘脈沖送入可逆計數器〔6〕。可逆計數器〔6〕的正計數或負計數由圖2中極性開關K〔11〕的位置決定，當極性開關K〔11〕打向“＋5V”時可進行正計數，反之為負計數。最后將可逆計數器〔6〕中的數由譯碼驅動器〔8〕譯碼后，由LED數碼管〔9〕進行數字顯示。LED符號管〔10〕由極性開關K〔11〕的位置控制。可逆計數器〔6〕可以根據所需用的數字，由預置開關〔7〕將10進制變為8421碼，用復位開關FA〔12〕將數置入可逆計數器〔6〕。
本實用新型的圖2中，為了方便起見，利用了通用運算放大器F324，焊裝前應對其中每個運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。
若本實用新型安培小時計每次均從零開始計數，只需將可逆計數器〔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碼預置開關〔7〕，可簡化線路。另外圖2中極性開關〔11〕的作用主要作為正或負計數轉換用，若本實用新型安培小時計只作一方向計數用，也可省略。如僅作正計數，只需將原接極性開關〔11〕的刀處的線固定接“＋5V”即可，LED符號管〔10〕也可省略。本實用新型安培小時計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)。可逆計數器(6)組成的取得電流時間積分值的安培小時計，本實用新型的特征是被測電流在電流分流器(2)上產生一個75毫伏的信號，加在放大倍數為十幾倍的由一只運算放大器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)輸出脈沖經由兩塊C4518組成的分頻器(5)進行10000分頻后，接向可逆計數器(6)；可逆計數器(6)由一只運算放大器和三塊C4029組成；可逆計數器(6)中的數由三塊C14543組成的譯碼驅動器(8)譯碼后，由FR-205(C)LED數碼管(9)進行數字顯示；可逆計數器(9)的正、負計數由極性開關K(11)的位置決定。
2.按權利要求1所述的取得電流時間積分值的安培小時計，本實用新型的特征是LED符號管(10)由極性開關K(11)的位置控制；可逆計數器(6)可以根據所需用的數字，由預置開關(7)將10進制變成為8421碼，用復位開關FA(12)將數置入可逆計數器(6)。
3.按權利要求1或2所述的取得電流時間積分值的安培小時計，本實用新型的特征是采用交流220伏或穩定的直流5伏供電，5伏穩壓電源(1)作為獨立的附件進行安裝。
專利摘要本實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，屬于電類的計量儀表，特別適用于蓄電池的充電和放電的監視、計量或控制中。被測電流經電流分流器后產生的電壓信號，經放大后控制壓控振蕩器的頻率，經分頻器分頻后，由可逆計數器計數，最后由譯碼驅動器譯碼和LED數碼管顯示結果。可以預置一個數，進行正計數或負計數。
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 優先權日1988年5月26日
發明者潘景宜 申請人:潘景宜