多功能智能型仪表的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于领域，尤其是涉及一种多功能智能型仪表。
【背景技术】
[0002]目前现有的多用仪表主要有三类，即模拟型多用仪表、数字型多用仪表和智能型多用仪表，这三类多用仪表按量程、转换方式、功能、用途和形状分类多达几十种，但综其测量功能基本是:直流电压、直流电流、交流电压、电阻、电容、电感和半导体参数等。
[0003]在大专院校中涉及电子工程及自动化等课程的教学和实验实训中，经常需要测量低压直流电压、直流电流、交流电压、交流电流、直流功率，交流功率、频率、脉冲宽度、计数器和温度等测量功能的仪表。然而现有的三类多用仪表均不能直接满足低压直流电压、直流电流、交流电压、交流电流、直流功率，交流功率、频率、脉冲宽度、计数器和温度等测量功能。大专院校的教学实验设备上的仪表大都是单一功能的仪表，教学实验设备上布局多块单一功能的仪表不仅体积大而且投入的资源多，给大专院校的教学和实验造成障碍和困难。
[0004]因此，设计出一种集上述多种功能于一身的数字智能型仪表，用以解决大专院校的教学及实验设备的障碍和困难，同时满足科技工作的需求，是智能型仪表技术领域急需解决的问题。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供一种结构简单、功能全面、测量数据精度高、量程广、速度快的多功能智能型仪表。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种多功能智能型仪表，包括仪表盘、与所述仪表盘通过电路连线相连的PCB印刷电路板以及与所述PCB印刷电路板通过排针相连的液晶显示屏，其中所述仪表盘上设有两个微动开关以及三对表笔插座。
[0007]所述PCB印刷电路板上设有主控单片机，所述主控单片机分别控制连接有直流电压模块电路、直流电流模块电路、直流功率模块电路、计数器模块电路、频率模块电路、脉冲宽度模块电路、环境温度模块电路、交流电流相效值模块电路、交流电压有效值模块电路以及交流视在功率值模块电路。
[0008]进一步地，所述直流电压模块电路包括第一功能单片机以及所述第一功能单片机连接的第一 A/D转换器，所述直流电流模块电路包括第二功能单片机以及所述第二功能单片机连接的第二 A/D转换器，所述直流功率模块电路包括第三功能单片机以及所述第三功能单片机分别连接的第三A/D转换器、第一差动放大器，所述计数器模块电路包括第四功能单片机，所述频率模块电路包括第五功能单片机，所述脉冲宽度模块电路包括第六功能单片机，所述环境温度模块电路包括第七功能单片机，所述交流电流相效值模块电路包括第八功能单片机以及所述第八功能单片机分别连接的第四A/D转换器、第一集成运算放大器，所述交流电压有效值模块电路包括第九功能单片机以及所述第九功能单片机分别连接的第五A/D转换器、第二集成运算放大器，所述交流视在功率值模块电路包括第十功能单片机以及所述第十功能单片机分别连接的第六A/D转换器、第二差动放大器、第三集成运算放大器。
[0009]优选地，所述第一功能单片机、所述第三功能单片机、所述第八功能单片机和所述第十功能单片机的型号均为0PA2335;所述第二功能单片机和所述第九功能单片机的型号均为INA213;所述第四功能单片机、所述第五功能单片机和所述第六功能单片机的型号均为LM311;所述第七功能单片机的型号为ADS1232。
[0010]优选地，所述第一A/D转换器、所述第二 A/D转换器、所述第三A/D转换器、所述第四A/D转换器、所述第五A/D转换器和所述第六A/D转换器的型号均为ADS1232。
[0011]优选地，所述第一差动放大器和所述第二差动放大器的型号均为INA213。
[0012]优选地，所述第一集成运算放大器、所述第二集成运算放大器和所述第三集成运算放大器的型号均为TL084。
[0013]优选地，所述主控单片机的型号为STC12C5608AD。
[0014]具体地，所述的两个微动开关分别为返回程序按键开关和下一步程序按键开关。所述的三对表笔插座分别为一对用于测量电压的vin表笔插座、一对用于测量电流的Iin表笔插座和一对用于测量电阻的Fin表笔插座。
[0015]具体地，所述仪表盘上设有显示屏窗口，所述显示屏安装窗口的周边设有若干仪表盘安装孔;所述液晶显示屏由显示屏主体部以及环设在所述显示屏主体部周边的显示屏安装部构成，所述显示屏安装部上设有若干与所述仪表盘安装孔一一对应的显示屏安装孔;所述PCB印刷电路板的周边设有与所述仪表盘安装孔一一对应的电路板安装孔;所述仪表盘、所述液晶显示屏和所述PCB印刷电路板从上到下依次布置，所述仪表盘、所述液晶显示屏和所述PCB印刷电路板通过螺钉进行连接。
[0016]具体地，所述述PCB印刷电路板通过电源连线与开关电源相连，所述开关电源上连接有电源插头。
[0017]本实用新型多功能智能型仪表，集合直流电压测量、直流电流测量、直流功率测量、计数器测量、频率测量、脉冲宽度测量、温度测量、交流电流测量、交流电压有效值测量和交流视在功率值测量10项测量功能于一身，具有设计新颖、简约实用、测量数据精度高、量程广、速度快的优点，不仅解决了大专院校电子工程及自动化等系教学及实验设备的障碍和困难，而且能够满足科技工作的需求。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型多功能智能型仪表的结构示意图；
[0019]图2是本实用新型多功能智能型仪表的液晶显示屏结构示意图；
[0020]图3是本实用新型多功能智能型仪表的PCB印刷电路板结构示意图；
[0021 ]图4是本实用新型多功能智能型仪表的控制电路系统框图。
[0022]图中:1、仪表盘，2、返回程序按键开关，3、下一步程序按键开关，4、vin表笔插座，
5、Iin表笔插座，6、Fin表笔插座，7、液晶显示屏，701、显示屏主体部，702、显示屏安装部，703、显示屏安装孔，8、排针，9、电路板安装孔，1、PCB印刷电路板，11、电路连线，12、开关电源，13、电源连线，14、电源插头，15、螺钉ο
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。
[0024]如图1-3所示，本实用新型多功能智能型仪表，包括仪表盘1、与所述仪表盘I通过电路连线11相连的PCB印刷电路板1以及与所述PCB印刷电路板1通过排针8相连的液晶显示屏7。所述仪表盘上设有两个微动开关以及三对表笔插座，所述的两个微动开关分别为返回程序按键开关2和下一步程序按键开关3，所述的三对表笔插座分别为一对用于测量电压的vin表笔插座4、一对用于测量电流的I in表笔插座5和一对用于测量电阻的Fin表笔插座
6。所述述PCB印刷电路板10通过电源连线13与开关电源12相连，所述开关电源12上连接有电源插头14。
[0025]所述仪表盘I上设有显示屏窗口，所述显示屏安装窗口的周边设有若干仪表盘安装孔。所述液晶显示屏7由显示屏主体部701以及环设在所述显示屏主体部701周边的显示屏安装部702构成，所述显示屏安装部702上设有若干与所述仪表盘安装孔一一对应的显示屏安装孔703。所述PCB印刷电路板10的周边设有与所述显示屏安装孔703—一对应的电路板安装孔9。所述仪表盘1、所述液晶显示屏7和所述PCB印刷电路板10从上到下呈三层依次布置，所述液晶显示屏7的显示屏主体部701微露出所述仪表盘I的显示屏窗口，所述仪表盘
1、所述液晶显示屏7和所述PCB印刷电路板10通过螺钉进行连接。
[0026]如图4所示，所述PCB印刷电路板上设有主控单片机，所述主控单片机分别控制10个测量功能模块电路组成控制电路系统，所述主控单片机分别控制连接有直流电压模块电路、直流电流模块电路、直流功率模块电路、计数器模块电路、频率模块电路、脉冲宽度模块电路、环境温度模块电路、交流电流相效值模块电路、交流电压有效值模块电路以及交流视在功率值模块电路。
[0027]所述主控单片机的型号优选STCl 2C5608AD。
[0028]所述直流电压模块电路包括第一功能单片机以及所述第一功能单片机控制连接的第一 A/D转换器，所述第一功能单片机的型号优选0PA2335，所述第一 A/D转换器的型号优选ADS1232。
[0029]所述直流电流模块电路包括第二功能单片机以及所述第二功能单片机连接的第二 A/D转换器，所述第二功能单片机的型号优选INA213，所述第二 A/D转换器的型号优选ADS1232。
[0030]所述直流功率模块电路包括第三功能单片机以及所述第三功能单片机分别连接的第三A/D转换器、第一差动放大器，所述第三功能单片机的型号优选0PA2335，所述第三A/D转换器的型号优选ADS1232，所述第一差动放大器的型号优选INA213。
[0031]所述计数器模块电路包括第四功能单片机，所述第四功能单片机的型号优选LM311。所述频率模块电路包括第五功能单片机，所述第五功能单片机的型号优选LM311。所述脉冲宽度模块电路包括第六功能单片机，所述第六功能单片机的型号优选LM311。所述环境温度模块电路包括第七功能单片机，所述第七功能单片机的型号优选ADS1232。
[0032]所述交流电流相效值模块电路包括第八功能单片机以及所述第八功能单片机分别连接的第四A/D转换器、第一集成运算放大器，所述第八功能单片机的型号优选0PA2335，所述第四A/D转换器的型号优选ADS1232，所述第一集成运算放大器的型号优选TL084。
[0033]所述交流电压有效值模块电路包括第九功能单片机以及所述第九功能单片机分别连接的第五A/D转换器、第二集成运算放大器，所述第九功能单片机的型号优选INA213，所述第五A/D转换器的型号优选ADS1232，所述第二集成运算放大器的型号优选TL084。
[0034]所述交流视在功率值模块电路包括第十功能单片机以及所述第十功能单片机分别连接的第六A/D转换器、第二差动放大器、第三集成运算放大器，所述第十功能单片机的型号优选0PA2335，所述第六A/D转换器的型号优选ADS1232，所述第二差动放大器的型号优选INA213，所述第三集成运算放大器的型号优选TL084。
[0035]本实用新型多功能智能型仪表，通过所述主控单片机控制10个测量功能模块电路来实现10项功能测量，所述的10项功能测量分别为:直流电压测量、直流电流测量、直流功率测量、计数器测量、频率测量、脉冲宽度测量、仪表环境温度测量、交流电压测量、交流电流测量和交流视在功率测量，其量程范围:直流电压:±20V、直流电流:±5A、交流电压:0?20V(50HZ)、交流电流:0?5A(50HZ)、频率计:0?20KHZ(最大±20V输入，高电平不得小于IV)、环境温度:-10摄氏度?+70摄氏度。
[0036]在使用时，将一对表笔插入vin表笔插座内，可以测量直流电压、直流功率、交流电流和交流视在功率。将一对表笔插入I in表笔插座内，可以测量直流电流、直流功率、交流电压和交流视在功率。将一对表笔插入Fin表笔插座内，可以测量计数器、频率和脉冲宽度。仪表环境温度不需要插入表笔，只要使用微动开关按键切换设定在仪表环境温度位置，液晶显示屏就会显示出仪表所在位置的环境温度。
[0037]以上对本实用新型的优选实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种多功能智能型仪表，其特征在于:包括仪表盘、与所述仪表盘通过电路连线相连的PCB印刷电路板以及与所述PCB印刷电路板通过排针相连的液晶显示屏，其中所述仪表盘上设有两个微动开关以及三对表笔插座； 所述PCB印刷电路板上设有主控单片机，所述主控单片机分别控制连接有直流电压模块电路、直流电流模块电路、直流功率模块电路、计数器模块电路、频率模块电路、脉冲宽度模块电路、环境温度模块电路、交流电流相效值模块电路、交流电压有效值模块电路以及交流视在功率值模块电路。2.根据权利要求1所述的多功能智能型仪表，其特征在于:所述直流电压模块电路包括第一功能单片机以及所述第一功能单片机连接的第一 A/D转换器，所述直流电流模块电路包括第二功能单片机以及所述第二功能单片机连接的第二 A/D转换器，所述直流功率模块电路包括第三功能单片机以及所述第三功能单片机分别连接的第三A/D转换器、第一差动放大器，所述计数器模块电路包括第四功能单片机，所述频率模块电路包括第五功能单片机，所述脉冲宽度模块电路包括第六功能单片机，所述环境温度模块电路包括第七功能单片机，所述交流电流相效值模块电路包括第八功能单片机以及所述第八功能单片机分别连接的第四A/D转换器、第一集成运算放大器，所述交流电压有效值模块电路包括第九功能单片机以及所述第九功能单片机分别连接的第五A/D转换器、第二集成运算放大器，所述交流视在功率值模块电路包括第十功能单片机以及所述第十功能单片机分别连接的第六A/D转换器、第二差动放大器、第三集成运算放大器。3.根据权利要求2所述的多功能智能型仪表，其特征在于:所述第一功能单片机、所述第三功能单片机、所述第八功能单片机和所述第十功能单片机的型号均为0PA2335;所述第二功能单片机和所述第九功能单片机的型号均为INA213;所述第四功能单片机、所述第五功能单片机和所述第六功能单片机的型号均为LM311;所述第七功能单片机的型号为ADS1232。4.根据权利要求2所述的多功能智能型仪表，其特征在于:所述第一A/D转换器、所述第二 A/D转换器、所述第三A/D转换器、所述第四A/D转换器、所述第五A/D转换器和所述第六A/D转换器的型号均为ADS1232。5.根据权利要求2所述的多功能智能型仪表，其特征在于:所述第一差动放大器和所述第二差动放大器的型号均为INA213。6.根据权利要求2所述的多功能智能型仪表，其特征在于:所述第一集成运算放大器、所述第二集成运算放大器和所述第三集成运算放大器的型号均为TL084。7.根据权利要求1所述的多功能智能型仪表，其特征在于:所述主控单片机的型号为STC12C5608AD。8.根据权利要求1所述的多功能智能型仪表，其特征在于:所述的两个微动开关分别为返回程序按键开关和下一步程序按键开关;所述的三对表笔插座分别为一对用于测量电压的vin表笔插座、一对用于测量电流的I in表笔插座和一对用于测量电阻的Fin表笔插座。9.根据权利要求1所述的多功能智能型仪表，其特征在于:所述仪表盘上设有显示屏窗口，所述显示屏安装窗口的周边设有若干仪表盘安装孔;所述液晶显示屏由显示屏主体部以及环设在所述显示屏主体部周边的显示屏安装部构成，所述显示屏安装部上设有若干与所述仪表盘安装孔一一对应的显示屏安装孔;所述PCB印刷电路板的周边设有与所述仪表盘安装孔一一对应的电路板安装孔;所述仪表盘、所述液晶显示屏和所述PCB印刷电路板从上到下依次布置，所述仪表盘、所述液晶显示屏和所述PCB印刷电路板通过螺钉进行连接。10.根据权利要求1所述的多功能智能型仪表，其特征在于:所述PCB印刷电路板通过电源连线与开关电源相连，所述开关电源上连接有电源插头。
【专利摘要】本实用新型提供一种多功能智能型仪表，包括仪表盘、与所述仪表盘通过电路连线相连的PCB印刷电路板以及与所述PCB印刷电路板通过排针相连的液晶显示屏，其中所述仪表盘上设有两个微动开关以及三对表笔插座，所述PCB印刷电路板上设有主控单片机，所述主控单片机分别控制连接有直流电压模块电路、直流电流模块电路、直流功率模块电路、计数器模块电路、频率模块电路、脉冲宽度模块电路、环境温度模块电路、交流电流相效值模块电路、交流电压有效值模块电路以及交流视在功率值模块电路。本实用新型多功能智能型仪表，设计新颖、简约实用、测量数据精度高、量程广、速度快的优点。
【IPC分类】G01R23/02, G01R19/02, G01R29/02, G01R19/25, G01R21/133, G01K1/00
【公开号】CN205384315
【申请号】CN201521144397
【发明人】宋立军, 于磊, 王智勇, 王鑫, 宋耀宗
【申请人】天津芯慧鸿业科技发展有限公司
【公开日】2016年7月13日
【申请日】2015年12月31日