帶半導體激光器定位的鉗式萬用表的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶半導體激光器定位的鉗式萬用表，包括可開合式的鉗頭、殼體和至少兩個半導體激光器，所述半導體激光器置于殼體內部，且其發出的激光交點與鉗口幾何中心點重合；所述殼體包括用于切換測量種類和量程的功能量程選擇、測量電路、數字式電壓基本表和激光器控制開關電路，所述測量電路的用于將被測的電參量轉換為能被數字式電壓基本表接受的微小直流電壓信號。該帶半導體激光器定位的鉗式萬用表通過增設至少兩個半導體激光器，并使半導體激光器所產生的激光交點與鉗口幾何中心點重合，方便快捷的確定鉗口幾何中心點，便于導體正確擺放從而快速測出所需要的數據。
【專利說明】
帶半導體激光器定位的鉗式萬用表
技術領域
[0001]本實用新型公開了一種鉗式萬用表，尤其涉及一種帶半導體激光器定位的鉗式萬用表。
【背景技術】
[0002]萬用表，還稱為數字萬用表或“DMM”的萬用表適于測量通常為維修、調試、和維護應用所需的許多參數。這樣的參數通常包括交流電壓和電流、直流電壓和電流、和電阻或連通性。還可測量諸如頻率、電容、和溫度的其它參數，以滿足特定應用的要求。為了用通用型萬用表測量電流，必須將具有已知電阻的內部電流分流器插入電流通路，從而需要斷開載流導體。然后測量電流分流器兩端的電壓降以確定電流。
[0003]由于萬用表測試線和線路承載電流的容量，所以采用內部電流分流器的通用型萬用表通常限于十安培的最大值。此外，為了安全原因和防止對萬用表的損壞，通常必須用內部熔絲保護萬用表，以防止過高的電流水平流過萬用表。去除燒斷熔絲的困難、加上為取得替換的熔絲所需的時間和成本使得需要獲得一種不需要內部熔絲的非接觸式電流測量儀表。
[0004]鉗式萬用表通過采用整體的電流鉗提供相對通用型萬用表改善的測量電流的能力，該鉗式萬用表在無需切斷載流導體或斷開包括載流導體的電路的情況下感測載流導體中的電流。電流鉗通常設置在與利用單獨的測試探針以常規方式測量諸如電壓和電阻的其它參數的萬用表相同的殼體中。電流鉗繞可包括銅絲和母線的載流導體閉合，以感測由電流產生的磁場。電流鉗提供用于由萬用表測量的電壓信號，該萬用表計算和顯示測得的電流水平。由于不存在通過鉗式萬用表從載流導體分流的電流，所以很大程度上消除了可測量的最大電流的限制。同樣地，在鉗式萬用表中消除了內部熔絲。
[0005]在鉗式萬用表使用過程中，為了獲得精準的測量結果，需要使被測量導體通過鉗式萬用表鉗口的幾何中心，但其操作相對繁瑣并且精準度很難把握，具有很多不確定因數，測量不確定度因數很多。
[0006]因此，亟待解決上述技術難題。
【實用新型內容】
[0007]實用新型目的:本實用新型的目的是提供一種可快速確定導線幾何中心、提高測量精準度的帶半導體激光器定位的鉗式萬用表。
[0008]技術方案:本實用新型公開了一種帶半導體激光器定位的鉗式萬用表，包括可開合式的鉗頭、殼體和至少兩個半導體激光器，所述半導體激光器置于殼體內部，且其發出的激光交點與鉗口幾何中心點重合;所述殼體包括用于切換測量種類和量程的功能量程選擇、測量電路、數字式電壓基本表和激光器控制開關電路，所述測量電路的用于為將被測的電參量轉換為能被數字式電壓基本表接受的微小直流電壓信號。
[0009]其中，可開合式的鉗頭為互感器式鉗頭或霍爾式鉗頭，該可開合式的鉗頭包括活動鉗口和固定鉗口；所述殼體上設有用于控制鉗口開合的鉗口扳機。
[0010]再者，所述測量電路包括I/U轉換器、AD/DC轉換器、R/U轉換器。
[0011]進一步，所述數字式電壓基本表包括A/D轉換器、IXD顯示器和IXD驅動電路。
[0012]優選的，所述殼體上設有用于鎖定測量值的數字保持鍵以及與殼體內的功能量程選擇相對應的功能轉換開關。
[0013]其中，所述殼體上還設有背光鍵和顯示屏。
[0014]優選的，所述殼體上還設有用于輸入電壓值、電阻值或頻率值的輸入插孔。
[0015]進一步，所述殼體內置有電源，用于控制電源開啟的電源開關設置于殼體上。
[0016]優選的，殼體上還設有與激光器控制開關電路相對應、用于控制半導體激光器開啟的開關按鈕。
[0017]有益效果:與現有技術相比，本實用新型具有以下優點:首先該帶半導體激光器定位的鉗式萬用表通過增設至少兩個半導體激光器，并使半導體激光器所產生的激光交點與鉗口幾何中心點重合，方便快捷的確定鉗口幾何中心點，便于導體正確擺放從而快速測出所需要的數據;再者該帶半導體激光器定位的鉗式萬用表具有多種功能選擇，可測量不同類型下的電流值，方便使用;再者通過獨立的激光器控制開關電路實現半導體激光器的開啟和關閉，并在殼體上設置開關按鈕，增強用戶的使用體驗。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的功能模塊示意圖；
[0019]圖2為本實用新型的結構示意圖；
[0020]圖3為本實用新型中半導體激光器的實物示意圖；
[0021 ]圖4為本實用新型的激光器控制開關電路示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本實用新型的技術方案作進一步說明。
[0023]如圖1、圖2所示，本實用新型公開了一種帶半導體激光器定位的鉗式萬用表，包括可開合式的鉗頭1、殼體2和至少兩個半導體激光器3。可開合式的鉗頭I為互感器式鉗頭或霍爾式鉗頭。其中互感器式鉗頭是利用電磁感應原理，即變化的磁場產生電場的原理;將兩個線圈繞在同一個鐵芯上，二次繞組感應出于一次繞組呈比例關系的電壓或電流。因此互感器式鉗頭只可檢測交流電流。而霍爾式鉗頭是將鉗形磁芯做成張合結構，將以霍爾效應為其工作基礎，可以檢測磁場及其變化的霍爾磁傳感器置于鉗形冷乳硅鋼片的空隙中，將鉗形磁芯夾在被測電流流過的導線外，當有電流流過導線時.就會在鉗形磁芯中產生磁場，其大小正比于流過導線電流的安匝數;這個磁場作用于霍爾元件，感應出相應的霍爾電勢，即可測出其中流過的電流。霍爾式鉗頭既可檢測交流電流，也可檢測直流電流。
[0024]該可開合式的鉗頭I包括活動鉗口8和固定鉗口 9，而用于控制鉗口開合的鉗口扳機10設置在殼體2。
[0025]如圖2、圖3和圖4所示，半導體激光器3置于殼體2內部，靠近鉗口處，且半導體激光器3所發出的激光的相交點與鉗口幾何中心點重合。所述殼體2包括用于切換測量種類和量程的功能量程選擇4、測量電路5、數字式電壓基本表6和激光器控制開關電路7，所述測量電路5的作用為將被測的電參量轉換為能被數字式電壓基本表6接受的微小直流電壓信號。
[0026]功能量程選擇4用于切換測量種類和量程，以及與功能量程選擇4相對應的功能轉換開關12設置在殼體上，當開關置于不同的位置時，可接通不同的測量電路，即把被測信號按照被測量的不同連接到不同的測量電路中。
[0027]測量電路5包括多種功能轉換器，其作用是將被測的各種電參量轉換為能被數字式電壓基本表6接受的微小直流電壓信號。如電壓高于儀表基本量程，須經衰減器對輸人電壓進行衰減后，再送入數字式電壓基本表;如電壓低儀表基本量程，可通過前置放大器對輸入電壓進行放大后，再送人數字式電壓基本表，從而顯示出被測量的數值。
[0028]功能轉換器主要包括:1/U轉換器、AD/DC轉換器、R/U轉換器。
[0029]I/U(電流/電壓)轉換器:把被測的電流信號轉換為直流電壓信號。
[0030]AC/DC(交流/直流)轉換器:把被測的交流信號轉換為直流信號。
[0031]R/U(電阻/電壓)轉換器:把被測的電阻值轉換為直流電壓信號。
[0032]另外，還包括f/U(頻率/電壓)轉換器、T/U(溫度/電壓)轉換器等。
[0033]所述數字式電壓基本表6包括A/D轉換器、IXD顯示器和IXD驅動電路。
[0034]數字式電壓基本表6是鉗式萬用表的核心，相當于指示類儀表的測量機構，主要由A/D轉換器(將被測的電壓模擬量轉換為數字量的模數轉換器)、LCD顯示器和LCD驅動電路等構成。數字式電壓基本表6用A/D轉換器把被測的電壓模擬量轉換成數字量，并送入計數器中，再通過譯碼器變換成筆段碼，最后驅動顯示器顯示出相應的數值。常見的數字式電壓基本表的量程是200mV，采用IXD液晶顯示器。
[0035]殼體上設有用于鎖定測量值的數字保持鍵11，可鎖定讀數，方便在光線暗淡處或不易讀數處測量。當鉗式萬用表離開被測導體時，打開指針自鎖開關，指針測量指示值將被固定在指示值處，然后將鉗式萬用表移到方便觀看處再讀取數值。
[0036]所述殼體上還設有背光鍵13和顯示屏14，用于顯示所測得數據。
[0037]該殼體上還設有用于輸入電壓值、電阻值或頻率值的輸入插孔15。可根據不同的功能選擇，接入不同的測量輸入。
[0038]該鉗式萬用表的殼體內置有電源，用于控制電源開啟的電源開關16設置于殼體上。其中，殼體上還設有與激光器控制開關電路7相對應、用于控制半導體激光器3開啟的開關按鈕17。
[0039]該帶半導體激光器定位的鉗式萬用表的工作原理:采用集成電路模數轉換器和數顯技術。將被測量的數值直接以數字形式顯示出來。其測量電流是根據電流比等于匝數反比或霍爾效應的原理，將被測電流轉換成小電流或電壓，然后進一步轉換成數字量，經計數譯碼后顯示m來。
[0040]各種測量功能的實現途徑:
[0041](I)交流電流:打開激光器，將待測導線移至某一位置，使得該導線表面出現兩個激光點，即表明此時導線通過鉗口的幾何中心線，滿足了理想的測量條件，鉗頭取樣電流—在分流電阻上產生壓降—AC/DC轉換(交流電壓轉換為直流電壓)—A/D轉換(模擬電壓轉換為數字電壓，由表頭電路實現)—IXD顯示器。
[0042](2)直流電流:打開激光器，將待測導線移至某一位置，使得該導線表面出現兩個激光點，即表明此時導線通過鉗口的幾何中心線，滿足了理想的測量條件，鉗頭取樣電流—在分流電阻上產生壓降—A/D轉換(模擬電壓轉換為數字電壓，由表頭電路實現)—LCD顯示器。
[0043](3)直流電壓:直流電壓輸入插孔—分壓電路—A/D轉換—IXD顯示器。
[0044](4)交流電壓:交流電壓輸入插孔—分壓電路—AC/DC轉換—A/D轉換—LCD顯示器。
[0045](5)電阻:電阻輸入插孔—R/U轉換—A/D轉換—IXD顯示器。
【主權項】
1.一種帶半導體激光器定位的鉗式萬用表，其特征在于:包括可開合式的鉗頭(I)、殼體(2)和至少兩個半導體激光器(3)，所述半導體激光器(3)置于殼體(2)內部，且其發出的激光交點與鉗口幾何中心點重合;所述殼體(2)包括用于切換測量種類和量程的功能量程選擇(4)、測量電路(5)、數字式電壓基本表(6)和激光器控制開關電路(7)，所述測量電路(5)的用于將被測的電參量轉換為能被數字式電壓基本表(6)接受的微小直流電壓信號。2.根據權利要求1所述帶半導體激光器定位的鉗式萬用表，其特征在于:所述可開合式的鉗頭(I)為互感器式鉗頭或霍爾式鉗頭，該可開合式的鉗頭(I)包括活動鉗口(8)和固定鉗口( 9);所述殼體(2)上設有用于控制鉗口開合的鉗口扳機(10)。3.根據權利要求1所述帶半導體激光器定位的鉗式萬用表，其特征在于:所述測量電路(5)包括I/U轉換器、AD/DC轉換器、R/U轉換器。4.根據權利要求1所述帶半導體激光器定位的鉗式萬用表，其特征在于:所述數字式電壓基本表(6)包括A/D轉換器、IXD顯示器和IXD驅動電路。5.根據權利要求1所述的帶半導體激光器定位的鉗式萬用表，其特征在于:所述殼體(2)上設有用于鎖定測量值的數字保持鍵(11)以及與殼體內的功能量程選擇(4)相對應的功能轉換開關(12)。6.根據權利要求1所述的帶半導體激光器定位的鉗式萬用表，其特征在于:所述殼體(2)上還設有背光鍵(13)和顯示屏(14)。7.根據權利要求1所述的帶半導體激光器定位的鉗式萬用表，其特征在于:所述殼體(2)上還設有用于輸入電壓值、電阻值或頻率值的輸入插孔(15)。8.根據權利要求1所述的帶半導體激光器定位的鉗式萬用表，其特征在于:所述殼體(2)內置有電源，用于控制電源開啟的電源開關(16)設置于殼體(2)上。9.根據權利要求1所述的帶半導體激光器定位的鉗式萬用表，其特征在于:所述殼體(2)上還設有與激光器控制開關電路(7)相對應、用于控制半導體激光器(3)開啟的開關按鈕(17)。
【文檔編號】G01R15/12GK205484494SQ201620179575
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月9日
【發明人】阮晨輝
【申請人】浙江大學