液晶高精度电位差计制造技术

本实用新型专利技术涉及一种液晶高精度电位差计，电位差计上设置有液晶屏、电压输入端口、电压输出端口、标准与测量旋钮、功能选择旋钮和4*4数字键盘；电位差计内具有微处理器，以及隔离放大、A/D转换、PWM控制、基准与检测、电压调整、驱动和液晶显示的电路。本电位差计采用微处理器和高稳定可调电源，能实现对待测电动势和电阻的准确测量和显示等功能，同时还能对一般测量仪器进行检测，适合于各级学校的物理、电磁学等课程的教学实验及科研测量。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种液晶高精度电位差计，属于电子技术应用和实验应用的领域。
技术介绍
电位差计是一种用途很多的常用测量仪器，它可以用来测量电源电动势和电位差，配上标准电阻还可以测量电流和电阻等物理电学量，传统的电位差计实验更是采用十一线电位差计，仪器较多，要自组电路，电路联接复杂，测量方法繁琐，使用步骤较多，使用不便。同时传统的电位差计，还易受工作电源不稳定、检流计灵敏度、标准电池与环境温度等有关因素影响。目前普通实验仪器内的电源多用电位器调节，电位器易磨损，对精确输出电压会有一定的影响。本技术电位差计内设置有高精度可调电源，采用键盘输入的方式，以微处理器控制代替电位器，使得输出更为精确。本技术可通过键盘设置预输出电压，微处理器输出控制信号，经基准与检测和电压调整电路，去控制输出功率管，以输出不同的电压，并将输出电压通过液晶屏显示。本技术采用新的电子技术设计出一种液晶高精度电位差计，采用微处理器芯片来主要完成电压的检测，电路中用高稳定性的可调电源来取代过去的干电池和标准电池，用高灵敏度的电子检流计取代机械检流计，同时结合液晶显示，通过与标准电压的比较，即可测量出待测电动势值。测量结果精度高，本技术的液晶高精度电位差计与传统式的电位差计相比较，它具有体积小、重量轻、价格低、操作方便、精确度高等优点，特别适用于各级学校的实验教学和科研。
技术实现思路
针对现有的测量和实验仪器的不足，本技术设计的液晶高精度电位差计，采用了微处理器技术和高稳定性的可调电源，并可由液晶显示直接读出输出的电压或测量的未知电压值。而电位差计内附有了高精度电源，省去了标准电池，同时省去了反复校准工作电流的要求，方便了操作。本液晶高精度电位差计上设置有液晶屏、电压输入端口、电压输出端口、标准与测量旋钮、功能选择旋钮和4*4数字键盘;电位差计内具有微处理器，以及隔离放大、A/D转换、PffM控制、基准与检测、电压调整、驱动和液晶显示的电路。本技术电位差计内采用的微处理器是TI公司生产的MSP430F479。它是一款超低功耗的微处理器，它基于真正的正交16位RISCCPU内核，具有16个可单周期全寻址的16位寄存器，3个不同的时钟信号，6种工作模式，耗电电流很小，并可置于省电模式，以中断的方式唤醒，尽可能地降低功耗。MSP430F479具有强大的运算性能、片内包括有精密硬件乘法器、具有60KB的FLASH、2KB的RAM、A/D转换器、高精度比较器等常用资源。通过片内的JTAG调试接口即可完成系统编码的调试，开发环境方便高效。本电位差计内的隔离放大电路、A/D转换电路、微处理器和驱动电路依次相连；其恒压电源电路、基准与检测电路和电压调整电路依次相连，同时电压调整电路与微处理器相连，微处理器通过PWM控制电路和基准与检测电路相连。本电位差计在功能上可取代传统的电位差计，但仍然设置有电压输出端口，可以同原有的传统十一线电位差计等仪器混合使用，增强对测量原理的理解，同时由于内部具有高精度可调电源和检流计，可对热电偶和动圈式仪表等一般的测量仪器进行检测。【附图说明】图1是液晶高精度电位差计外观图，其中的I是液晶屏、2是电压输入端口、3是电压输出端口、4是功能选择旋钮、5是标准与测量旋钮、6是4*4数字键盘图2是系统电路原理图。图3是电压调整电路图【具体实施方式】结合附图，下面具体说明液晶高精度电位差计的工作和电路情况。本技术的电路以微处理器为核心，恒压电源部分提供整个电路工作所需要的工作电压。微处理器通过PWM功能输出占空比可调的高分辨率的PffM波，微处理器产生的PWM波送给电压调整电路，经驱动功率开关管，输出准确的电压。A/D转换实时测量输出电压，并把测量的数据送到微处理器，微处理器比较预设电压和实际输出电压，通过比较电压差不停地调整PffM波的占空比，从而使输出电压与预设电压一致。输出电压可在液晶屏上显示。MSP430F413的工作频率最大是16MHz，P丽计数器可按400计算，P丽波的频率就是40kHz，这个频率刚好是目前开关电源和常用频率范围之内，比较容易购买开关元器件。所以在输入18V电压的情况下，占空比取为1/400?399/400，理论输出直流电压为0.045?17.955V，满足设计要求。本液晶高精度电位差计的电源采用高稳定可调整电源，液晶高精度电位差计A/D电路的AD转换器选用美国AD公司的12位模数转换器AD1674，它具有的采样和转换能力，片上自带采样与保持放大器，能够满足系统的速度和精度要求。AD1674把电压信号转换成二进制数送往微处理器进行数据处理和显示。本电位差计的4*4键盘包含菜单、清除、返回和确认4个功能按键和10个数字输入按键以及〉按键和小数点按键。在使用中，结合数字和功能按键可以输出标准电压及实验要求的准确电压。本电位差计的电压调整电路中，采用Q2、Q3组成复合管，其中Q2采用NPN三极管，Q3采用大功率MOSFET管。而运算放大器选为NE5532、R16、R17和R18构成取样比较放大电路，在电路中，由NE5532和Q2、Q3及取样电路构成负反馈，用以实现稳压和电压调节输出。而R11、Ql XD4013触发器和可控硅SCR构成过流保护电路，当电流过大时，Rll两端的压降使Ql导通，通过CD4013触发可控硅使调整管基极接地，电压输出为零，达到过流保护的目的。本液晶高精度电位差计的液晶显示电路采用低电压、低功耗带中文字库、采用ST7920控制器的128 X 64液晶显示屏。它具有4/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，其模块接口方式灵活，操作指令简单、方便，可以显示8X4行16X16点阵的汉字，也可完成图形显示，可构成全中文人机交互图形界面。使用时，本液晶高精度电位差计仍然保留有电压输入端和电压输出端，以方便在使用传统电位差测量方式时使用，结合标准与测量旋钮，可以选用在输入端接入标准电池，在电压输出端用于输出稳定电压，用以测量并显示待测电动势。同时结合功能选择旋钮，利用标准电阻，还可利用本技术来测量电流或测量并计算出待测电阻阻值。本液晶高精度电位差计能实现对待测电动势和电阻的准确测量和显示等功能，同时还能对一般测量仪器进行检测，结构合理，操作方便，教学效果好，适合于各级学校的物理、电磁学等课程的教学实验及科研测量。【主权项】1.一种液晶高精度电位差计，其特征是:电位差计上设置有液晶屏、电压输入端口、电压输出端口、标准与测量旋钮、功能选择旋钮和4*4数字键盘;电位差计内具有微处理器，以及隔离放大、A/D转换、Pmi控制、基准与检测、电压调整、驱动和液晶显示的电路;其电位差计内的隔离放大电路、A/D转换电路、微处理器和驱动电路依次相连;其恒压电源电路、基准与检测电路和电压调整电路依次相连，同时电压调整电路与微处理器相连，微处理器通过PffM控制电路和基准与检测电路相连。2.根据权利要求1所述的液晶高精度电位差计，其特征是:其电位差计内的微处理器采用TI公司生产的MSP430F479芯片。【专利摘要】本技术涉及一种液晶高精度电位差计，电位差计上设置有液晶屏、电压输入端口、电压输出端口、标准与测量旋钮、功能选择旋钮和4*4数字键盘；电位差计内具有微处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶高精度电位差计，其特征是：电位差计上设置有液晶屏、电压输入端口、电压输出端口、标准与测量旋钮、功能选择旋钮和4*4数字键盘；电位差计内具有微处理器，以及隔离放大、A/D转换、PWM控制、基准与检测、电压调整、驱动和液晶显示的电路；其电位差计内的隔离放大电路、A/D转换电路、微处理器和驱动电路依次相连；其恒压电源电路、基准与检测电路和电压调整电路依次相连，同时电压调整电路与微处理器相连，微处理器通过PWM控制电路和基准与检测电路相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪建，孙昌辉，孙永健，杨橙，
申请(专利权)人：四川农业大学，汪建，
类型：新型
国别省市：四川;51