脉冲峰值电压测量及显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术脉冲峰值电压测量及显示装置，涉及用于交直流电压的峰值测量装置，主要由硬件和软件两部分组成，硬件部分包括电压量程切换电路、峰值电压采集保持电路、A/D转换电路、单片机控制电路、显示装置和5V稳压电源；软件部分包括单片机控制电路的操作程序，包括控制主程序、数据采集子程序、数据处理子程序和显示子程序；该脉冲峰值电压测量及显示装置，可以对交直流电压脉冲的峰值进行智能检测，根据所测量电压脉冲峰值的大小自动选择量程，可测量范围为1mV-1000V，频率范围0-1000HZ的电压脉冲的峰值，测量精度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的技术方案涉及用于交直流电压的峰值测量装置，具体地说是脉冲峰值电压测量及显示装置。
技术介绍
在交流电路中，电源的输出电压或电路中某两点之间的电压是在不断变化的，在直流电路中，电压也可能出现波动的情况。那么，电压变化到最高时的数值就称为电压峰值。电压峰值是工程实践中非常重要的一个电工参数，对于特定的波形，通过测量峰值可以计算有效值，另外峰值与耐压直接相关，也是各种电器产品在其设计和使用中必须考虑的安全因素之一。对于直流电压而言，有效值、峰值、平均值都是相同的；对于正弦交流电压而言，峰值约为有效值的倍，通常选用电磁式或电动式仪表测出有效值后，按比例计算峰值，这类仪表在测量波形的同时，在屏幕上可同时显示出峰值。然而对于非正弦电压来说，峰值与有效值之间并不存在固定的比例关系，这时电压峰值必须由专用的设备来测量。市面上能够实现测量交直流电压峰值的仪表量程均较小，量程较大的峰值电压测量仪表均主要用来测量冲击电压的峰值，使用时还需要和分压器配合使用，整体结构繁杂，设备过于复杂。现有的实现测量交直流电压峰值仪表只能在其固定的较小测量范围内得到测量结果，测量范围较小且精度不高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供脉冲峰值电压测量及显示装置，可以对交直流电压脉冲的峰值进行智能检测，根据所测量电压脉冲峰值的大小自动选择量程，并通过数码管显示出来的装置；本专利技术克服了现有的交直流电压峰值测量装置测量范围较小的缺点，可测量范围为1mV-1000V，频率范围0-1000HZ的电压脉冲的峰值，且被测电压脉冲的波形不受限制，周期性或非周期性均可。本专利技术解决该技术问题所提供的技术方案是：脉冲峰值电压测量及显示装置，主要由硬件和软件两部分组成，其中，所述硬件部分包括电压量程切换电路、峰值电压采集保持电路、A/D转换电路、单片机控制电路、显示装置和5V稳压电源这六部分；所述软件部分为单片机控制电路的操作程序，包括控制主程序、数据采集子程序、数据处理子程序和显示子程序；所述电压量程切换电路主要由两个CD4052双四选一多路开关I和II、OP07运算放大器和一个分压电阻构成；所述峰值电压采集保持电路主要由一块LF398采样保持器和一块LM311电压比较器构成；所述的A/D转换电路由ADC0809芯片和SUN7474芯片组成；所述单片机控制电路主要采用89C52单片机；所述的显示装置是LED数码管显示器，其电路由89C52单片机的P0、P2口及芯片SR420561K组成；脉冲峰值电压测量及显示装置整体连接方式为：电压量程切换电路的CD4052双四选一多路开关II的输出端与峰值电压采集保持电路的LF398采样保持器的输入端连接，峰值电压采集保持电路的LF398采样保持器的输出端输出采样信号与A/D转换电路中的ADC0809芯片的输入端连接，89C52单片机对ADC0809芯片的地址输入线进行赋值，ADC0809芯片的输出作为89C52单片机的输入，SUN7474芯片与ADC0809芯片的地址锁存端口ALE相连，5V稳压电源的电压源与A/D转换电路、89C52单片机和显示装置的供电端通过导线连接，89C52单片机还同时与显示装置、电压量程切换电路、峰值电压采集保持电路和A/D转换电路连接，由此连接成脉冲峰值电压测量及显示装置的总体电路。上述脉冲峰值电压测量及显示装置，所述电压量程切换电路的连接方式是：峰值电压信号输入与CD4052双四选一多路开关I相连，由CD4052双四选一多路开关I输出的信号经过分压电阻降压后送入OP07运算放大器的输入端，CD4052双四选一多路开关II的输入端与OP07运算放大器的阴极相连，CD4052双四选一多路开关I和CD4052双四选一多路开关II的控制端分别与89C52单片机的P2.4、P2.5和P2.6、P2.7相连接。上述脉冲峰值电压测量及显示装置，所述峰值电压采集保持电路的连接方式是：LF398采样保持器的输入端3引脚和输出端5引脚分别接在LM311电压比较器正负两极，同时LM311电压比较器输出端与LF398采样保持器的逻辑控制端8引脚相连，LM311电压比较器输出端又与R1上拉电阻相连，LF398采样保持器的6引脚通过二极管IN4148与三极管9013的发射极相连，三极管9013的基极与89C52单片机的P3.7相连，同时LF398采样保持器的6引脚与电压保持电容C1相连，电压比较器LF398的1引脚和4引脚与电源正和负极相连接，LF398采样保持器的2引脚与相位器R2相连接，LF398采样保持器的输入端5引脚输出模拟信号。上述脉冲峰值电压测量及显示装置，所述的5V稳压电源由芯片LM22676及其外围电路组成，其中芯片LM22676与外围电路的连接方式如下：芯片LM22676的第7管脚VIN经输入电容C1和C2并联接地，芯片LM22676的第5管脚使能端EN接高电平，芯片LM22676的第6管脚GND接地，芯片LM22676的第2和3管脚NC悬空，芯片LM22676的第1管脚BOOT与第8管脚SW之间接自举电容C3，SW再经稳压二极管D1接地，芯片LM22676的第8管脚SW输出端接电感L1一端，L1另一端并经分压电阻R1和R2串联接地以及电容C4接地，芯片LM22676的第4管脚FB接于R1和R2之间。上述脉冲峰值电压测量及显示装置，所述显示装置中，显示由89C52单片机处理后得到的测量电流值数据。单片机的P0包括P0.0～P0.7，分别与芯片SR420561K的管脚a、b、c、d、e、f、g和Dp连接；P2包括P2.0～P2.3，分别通过500Ω电阻和三极管与芯片SR420561K的管脚S1、S2、S3和S4连接。上述脉冲峰值电压测量及显示装置，所具有的六个测量显示档位分别为：1mv～10mV、10mv～100mV、100mv～1V、1V～10V、10V～100V和100V～1000V。上述脉冲峰值电压测量及显示装置，所述89C52单片机的片内集成有内置随机存储器RAM和只读存储器ROM。上述脉冲峰值电压测量及显示装置，其中所涉及到的电路、元件及其连接方式均是本
的普通技术人员所熟知的，所用到的元器件都可以通过商购获得。上述脉冲峰值电压测量及显示装置，其单片机控制电路中的操作程序包括控制主程序、数据采集子程序、数据处理子程序和显示子程序，内容如下：(1)控制主程序流程为：开始→初始化及输入通道设定→调用数据采集子程序→启动A/D转换→A/D转换是否结束？→N，返回继续AD转换；Y，调用数据处理子程序→调用显示子程序→返回初始化及输入通道设定。(2)数据采集子程序流程为：开始采集电压→P3.7是否为高电压？Y→转入采集电路放电→返回重新开始采集电压；N→转入比较输入端电压是否大于输出端电压？Y→采集电压；N→保持电压→返回重新开始采集电压。(3)数据处理子程序流程为：开始→89C52初始化→输入8位AD转换结果→二进制转换为十进制BCD码→结束。(4)显示子程序流程为：开始→89C52初始化→动态显示初始化→送位选字→查段选表→段选码送入→延时1ms→指向下一个缓冲显示单元→4位是否显示完成？→N，显示下一位→返回动态显示初始化；Y→结束。本文档来自技高网...

【技术保护点】
脉冲峰值电压测量及显示装置，其特征在于：由硬件部分和软件部分组成，其中，所述硬件部分包括电压量程切换电路、峰值电压采集保持电路、A/D转换电路、单片机控制电路、显示装置和5V稳压电源这六部分；所述软件部分为单片机控制电路的操作程序，包括控制控制控制控制主程序、数据采集子程序、数据处理子程序和显示子程序；所述电压量程切换电路主要由两个CD4052双四选一多路开关I和II、OP07运算放大器和一个分压电阻构成；所述峰值电压采集保持电路主要由一块LF398采样保持器和一块LM311电压比较器构成；所述的A/D转换电路由ADC0809芯片和SUN7474芯片组成；所述单片机控制电路主要采用89C52单片机；所述的显示装置是LED数码管显示器，其电路由89C52单片机的P0、P2口及芯片SR420561K组成；脉冲峰值电压测量及显示装置整体连接方式为：电压量程切换电路的CD4052双四选一多路开关II的输出端与峰值电压采集保持电路的LF398采样保持器的输入端连接，峰值电压采集保持电路的LF398采样保持器的输出端输出采样信号与A/D转换电路中的ADC0809芯片的输入端连接，89C52单片机对ADC0809芯片的地址输入线进行赋值，ADC0809芯片的输出作为89C52单片机的输入，SUN7474芯片与ADC0809芯片的地址锁存端口ALE相连，5V稳压电源的电压源与A/D转换电路、89C52单片机和显示装置的供电端通过导线连接，89C52单片机还同时与显示装置、电压量程切换电路、峰值电压采集保持电路和A/D转换电路连接，由此连接成脉冲峰值电压测量及显示装置的总体电路；所述电压量程切换电路的连接方式是：峰值电压信号输入与CD4052双四选一多路开关I相连，由CD4052双四选一多路开关I输出的信号经过分压电阻降压后送入OP07运算放大器的输入端，CD4052双四选一多路开关II的输入端与OP07运算放大器的阴极相连，CD4052双四选一多路开关I和CD4052双四选一多路开关II的控制端分别与89C52单片机的P2.4、P2.5和P2.6、P2.7相连接；所述峰值电压采集保持电路的连接方式是：LF398采样保持器的输入端3引脚和输出端5引脚分别接在LM311电压比较器正负两极，同时LM311电压比较器输出端与LF398采样保持器的逻辑控制端8引脚相连，LM311电压比较器输出端又与R1上拉电阻相连，LF398采样保持器的6引脚通过二极管IN4148与三极管9013的发射极相连，三极管9013的基极与89C52单片机的P3.7相连，同时LF398采样保持器的6引脚与电压保持电容C1相连，电压比较器LF398的1引脚和4引脚与电源正和负极相连接，LF398采样保持器的2引脚与相位器R2相连接，LF398采样保持器的输入端5引脚输出模拟信号。...

【技术特征摘要】
1.脉冲峰值电压测量及显示装置，其特征在于：由硬件部分和软件部分组成，其中，所述硬件部分包括电压量程切换电路、峰值电压采集保持电路、A/D转换电路、单片机控制电路、显示装置和5V稳压电源这六部分；所述软件部分为单片机控制电路的操作程序，包括控制控制控制控制主程序、数据采集子程序、数据处理子程序和显示子程序；所述电压量程切换电路主要由两个CD4052双四选一多路开关I和II、OP07运算放大器和一个分压电阻构成；所述峰值电压采集保持电路主要由一块LF398采样保持器和一块LM311电压比较器构成；所述的A/D转换电路由ADC0809芯片和SUN7474芯片组成；所述单片机控制电路主要采用89C52单片机；所述的显示装置是LED数码管显示器，其电路由89C52单片机的P0、P2口及芯片SR420561K组成；脉冲峰值电压测量及显示装置整体连接方式为：电压量程切换电路的CD4052双四选一多路开关II的输出端与峰值电压采集保持电路的LF398采样保持器的输入端连接，峰值电压采集保持电路的LF398采样保持器的输出端输出采样信号与A/D转换电路中的ADC0809芯片的输入端连接，89C52单片机对ADC0809芯片的地址输入线进行赋值，ADC0809芯片的输出作为89C52单片机的输入，SUN7474芯片与ADC0809芯片的地址锁存端口ALE相连，5V稳压电源的电压源与A/D转换电路、89C52单片机和显示装置的供电端通过导线连接，89C52单片机还同时与显示装置、电压量程切换电路、峰值电压采集保持电路和A/D转换电路连接，由此连接成脉冲峰值电压测量及显示装置的总体电路；所述电压量程切换电路的连接方式是：峰值电压信号输入与CD4052双四选一多路开关I相连，由CD4052双四选一多路开关I输出的信号经过分压电阻降压后送入OP07运算放大器的输入端，CD4052双四选一多路开关II的输入端与OP07运算放大器的阴极相连，CD4052双四选一多路开关I和CD4052双四选一多路开关II的控制端分别与89C52单片机的P2.4、P2.5和P2.6、P2.7相连接；所述峰值电压采集保持电路的连接方式是：LF398采样保持器的输入端3引脚和输出端5引脚分别接在LM311电压比较器正负两极，同时LM311电压比较器输出端与LF398采样保持器的逻辑控制端8引脚相连，LM311电压比较器输出端又与R1上拉电阻相连，LF398采样保持器的6引脚通过二极管IN41...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩叶，张惠娟，申晨，丁家超，冯垚，曹向伟，刘海金，韩雪莹，藏晨静，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12