一種低成本、寬電壓范圍的交流電頻率測量裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了屬于測量技術領域的一種低成本、寬電壓范圍的交流電頻率測量裝置。該交流電頻率測量裝置由交流電壓采樣電路、交流電壓測量電路、交流電壓峰值檢測電路、正弦波矩形波轉換電路、交流電壓取樣電阻自動切換電路、主控制器、液晶顯示器、標準RS‐485通信電路組成。交流電壓采樣電路、交流電壓測量電路、交流電壓峰值檢測電路、正弦波矩形波轉換電路、交流電壓取樣電阻自動切換電路、主控制器依次連接；主控制器分別連接液晶顯示器、標準RS‐485通信電路。該裝置硬件結構簡單、成本較低，能有效地準確測量出寬電壓范圍、寬頻率范圍的交流電的頻率，具有重要的實用意義。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
—種低成本、寬電壓范圍的交流電頻率測量裝置
本技術涉及測量
，具體涉及一種低成本、寬電壓范圍的交流電頻率測量裝置。
技術介紹
目前的交流電頻率測量儀器很多，但是所能測量的交流電電壓范圍都比較窄，而且對于IV以下的交流電難以準確測量出其頻率；現有的低成本的頻率測量儀器無法準確測量出電壓在0.3V~1000V范圍內、頻率在I~IOOKHz范圍內任意變化的交流電信號頻率；現有的頻率測量儀器在測量脈沖信號頻率時多數采用外部引腳中斷計數方式，存在誤差大的問題。
技術實現思路
針對上述現有技術存在的不足，本技術提出了一種低成本、寬電壓范圍的交流電頻率測量裝置，其特征在于，該交流電頻率測量裝置由交流電壓采樣電路、交流電壓測量電路、交流電壓峰值檢測電路、正弦波矩形波轉換電路、交流電壓取樣電阻自動切換電路、主控制器、液晶顯示器、標準RS-485通信電路組成；交流電壓測量電路、交流電壓峰值檢測電路、交流電壓取樣電阻自動切換電路、交流電壓采樣電路、正弦波矩 形波轉換電路和主控制器依次連接；主控制器再分別與液晶顯示器和標準RS-485通信電路連接。所述交流電壓采樣電路由第一保險管F1、第二保險管F2、第一數字電子開關U6A、第二數字電子開關U6B、第三十三采樣電阻器R33、第三十五采樣電阻器R35、第三十六采樣電阻器R36、第三十八采樣電阻器R38、第九濾波電容器C9、第二二極管D2、第三二極管D3、第一電壓跟隨器組成；第一保險管Fl通過第一數字電子開關U6A與第三十三采樣電阻器R33、第三十五采樣電阻器R35串聯(lián)，與第二二極管D2、第三二極管D3串聯(lián)；第二保險管F2通過第二數字電子開關U6B與第三十六采樣電阻器R36、第三十八采樣電阻器R38串聯(lián)，與反并聯(lián)的第二二極管D2、第三二極管D3串聯(lián)；第二二極管D2、第三二極管D3反并聯(lián)連接；第九濾波電容器C9、第二二極管D2、第三二極管D3三者并聯(lián)；所述第一電壓跟隨器由第四十一電阻器R41、第四十二電阻器R42、第四十四電阻器R44、第四十五電阻器R45、第十一電容器Cll和第二運算放大器UlB組成；第四^^一電阻器(R41)和第四十五電阻器R45串聯(lián)，第四十一電阻器R41、第四十五電阻器R45的連接點與第二運算放大器UlB的正輸入端相連接，第四十五電阻器R45的另一端接模擬地；第四十二電阻器R42、第四十四電阻器R44串聯(lián)，第四十二電阻器R42、第四十四電阻器R44的連接點與第二運算放大器UlB的輸出端相連接；第四十四電阻器R44、第十一電容器Cll并聯(lián)接模擬地。所述第二二極管D2、第三二極管D3的選取必須滿足當通過第二二極管D、第三二極管D3的正向電流If = I μ A時，第二二極管D2、第三二極管D3產生的正向壓降必須滿足Vf ≥ 0.3V。所述交流電壓測量電路由第十電阻器R10、第十一電阻器R11、第十二電阻器R12、第十三電阻器R13、第十四電阻器R14、第二十一電阻器R21、第二十二電阻器R22、第二十三電阻器R23、第二十四電阻器R24、第二十八電阻器R28、第十電壓跟隨器U5B、第九運算放大器U5A組成；第十電阻器R10、第一保險管Fl串聯(lián)；第十電阻器R10、第十四電阻器R14、第十一電阻器R11、第十二電阻器R12、第十三電阻器Rl3串聯(lián)，第十二電阻器R12與第十三電阻器R13的連接點與第九運算放大器U5A負輸入端連接，第十三電阻器R13的另一端與第九運算放大器U5A的輸出端連接；第二十二電阻器R22與第二保險管F2串聯(lián)； 第二十二電阻器R22、第二十一電阻器R21、第二十三電阻器R23、第二十四電阻器R24、第二十八電阻器R28串聯(lián)，第二十四電阻器R24與第二十八電阻器R28的連接點與第九運算放大器U5A正輸入端連接，第二十八電阻器R28的另一端與第十電壓跟隨器U5B的輸出端連接；第十電壓跟隨器U5B的輸出端與負輸入端連接。所述交流電壓峰值檢測電路由有源低通濾波器、電壓峰值保持電路組成；所述有源低通濾波器由第十七電阻器R17、第十八電阻器R18、第十九電阻器R19、第二電容器C2、第三電容器C3、第四電容器C4、第六電容器C6、第八電容器CS、第六運算放大器U3B組成；第十八電阻器R18與第九運算放大器U5A輸出端連接；第十八電阻器R18、第十九電阻器R19串聯(lián)，連接到第六運算放大器U3B的正輸入端，第六電容器C6與第八電容器CS并聯(lián)接模擬地；第二電容器C2與第十七電阻器R17串聯(lián)，第二電容器C2與第十七電阻器R17的連接點與第六運算放大器U3B的輸出端連接，第二電容器C2的另一端與第六運算放大器U3B的正輸入端連接；第三電容器C3與第四電容器C4并聯(lián)接模擬地；第六運算放大器U3B的負輸入端與輸出端連接；所述電壓峰值保持電路由第五運算放大器U3A、第一二極管D1、第十六電阻器R16、峰值電壓保持電容器C5、第二十電位器R20組成；第一二極管D1、第十六電阻器R16串聯(lián)到第五運算放大器U3A的輸出端；第五運算放大器U3A的正輸入端與第十七電阻器R17連接，第五運算放大器U3A的輸出端與負輸入端連接；峰值電壓保持電容器C5、第二十電位器R20并聯(lián)接模擬地，并與第十六電阻器R16串聯(lián)。所述正弦波矩形波轉換電路由第一滯環(huán)比較器、第一電平轉換電路組成；第一滯環(huán)比較器由第三十電阻器R30、第三十二電阻器R32、第三十七電阻器R37、第四十三電阻器R43、第八電壓比較器U4B組成；第三十二電阻器R32 —端與第八電壓比較器U4B的負輸入端連接，另一端與第三二極管D3的正向輸入端連接；第三十電阻器R30與第三十七電阻器R37串聯(lián)，第三十電阻器R30、第三十七電阻器R37的連接點與第八電壓比較器U4B的輸出端、第二數字光電耦合器U7的2腳連接；第四十三電阻器R43與第三十七電阻器R37串聯(lián)，第四十三電阻器R43、第三十七電阻器R37的連接點與第八電壓比較器U4B的正輸入端連接；第四十三電阻器R43的另一端與第二運算放大器UlB的輸出端相連接；第一電平轉換電路由第二十九電阻器R29、第三十一電阻器R31、第三十四電阻器R34、第十電容器C10、第二數字光電耦合器U7組成；第二十九電阻器R29—端與第三十電阻器R30串聯(lián)，第二十九電阻器R29另一端與第二數字光電耦合器U7的I腳連接；第三十電阻器R30、第三十七電阻器R37的連接點與第二數字光電耦合器U7的2腳連接；第三十一電阻器R31、第三十四電阻器R34、第十電容器ClO串聯(lián)，第三十一電阻器R31、第三十四電阻器R34的連接點與第二數字光電耦合器U7的4腳連接，第十電容器ClO的另一端與第二數字光電耦合器U7的3腳連接接數字地。所述交流電壓取樣電阻自動切換電路由采樣電阻切換閾值電壓基準電路、第二電平轉換電路、第二滯環(huán)比較器組成；采樣電阻切換閾值電壓基準電路由第一電位器R1、第二電阻器R2、第四電阻器R4、第五電阻器R5、第一電容器Cl、第一運算放大器UlA組成；第一電位器R1、第五電阻器R5串聯(lián)，第一電位器R1、第五電阻器R5的連接點與第一運算放大器UlA的正輸入端連接，第五電阻器R5的另一端接模擬地；第二電阻器R2、第四電阻器R4串聯(lián)，第二電阻器R2、第四電阻器R4的連接點與第一運算放本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低成本、寬電壓范圍的交流電頻率測量裝置，其特征在于，該交流電頻率測量裝置由交流電壓采樣電路、交流電壓測量電路、交流電壓峰值檢測電路、正弦波矩形波轉換電路、交流電壓取樣電阻自動切換電路、主控制器、液晶顯示器、標準RS?485通信電路組成；?交流電壓測量電路、交流電壓峰值檢測電路、交流電壓取樣電阻自動切換電路、交流電壓采樣電路、正弦波矩形波轉換電路和主控制器依次連接；主控制器再分別與液晶顯示器和標準RS?485通信電路連接。

【技術特征摘要】
1.一種低成本、寬電壓范圍的交流電頻率測量裝置，其特征在于，該交流電頻率測量裝置由交流電壓采樣電路、交流電壓測量電路、交流電壓峰值檢測電路、正弦波矩形波轉換電路、交流電壓取樣電阻自動切換電路、主控制器、液晶顯示器、標準RS-485通信電路組成； 交流電壓測量電路、交流電壓峰值檢測電路、交流電壓取樣電阻自動切換電路、交流電壓采樣電路、正弦波矩形波轉換電路和主控制器依次連接；主控制器再分別與液晶顯示器和標準RS-485通信電路連接。2.根據權利要求1所述的一種低成本、寬電壓范圍的交流電頻率測量裝置，其特征在于，所述交流電壓采樣電路由第一保險管(F1)、第二保險管(F2)、第一數字電子開關(U6A)、第二數字電子開關(U6B)、第三十三采樣電阻器(R33)、第三十五采樣電阻器(R35)、第三十六采樣電阻器(R36)、第三十八采樣電阻器(R38)、第九濾波電容器(C9)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、第一電壓跟隨器組成； 第一保險管(Fl)通過第一數字電子開關(U6A)與第三十三采樣電阻器(R33)、第三十五采樣電阻器(R35)串聯(lián)，與第二二極管(D2)、第三二極管(D3)串聯(lián)； 第二保險管(F2)通過第二數字電子開關(U6B)與第三十六采樣電阻器(R36)、第三十八采樣電阻器(R38)串聯(lián)，與反并聯(lián)的第二二極管(D2)、第三二極管(D3)串聯(lián)； 第二二極管(D2)、第三二極管(D3)反并聯(lián)連接； 第九濾波電容器(C9)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)三者并聯(lián)； 所述第一電壓跟隨器由第四十一電阻器(R41)、第四十二電阻器(R42)、第四十四電阻器(R44)、第四十五電阻器 (R45)、第十一電容器(Cll)和第二運算放大器(UlB)組成； 第四十一電阻器(R41)和第四十五電阻器(R45)串聯(lián)，第四十一電阻器(R41)、第四十五電阻器(R45)的連接點與第二運算放大器(UlB)的正輸入端相連接，第四十五電阻器(R45)的另一端接模擬地； 第四十二電阻器(R42)、第四十四電阻器(R44)串聯(lián)，第四十二電阻器(R42)、第四十四電阻器(R44)的連接點與第二運算放大器(UlB)的輸出端相連接； 第四十四電阻器(R44)、第十一電容器(Cll)并聯(lián)接模擬地。3.根據權利要求2所述的一種低成本、寬電壓范圍的交流電頻率測量裝置，其特征在于，所述第二二極管(D2)、第三二極管(D3)的選取必須滿足當通過第二二極管(D2)、第三二極管(D3)的正向電流If= 1μ A時，第二二極管(D2)、第三二極管(D3)產生的正向壓降必須滿足Vf≤0.3V。4.根據權利要求1所述的一種低成本、寬電壓范圍的交流電頻率測量裝置，其特征在于，所述交流電壓測量電路由第十電阻器(R10)、第十一電阻器(R11)、第十二電阻器(R12)、第十三電阻器(R13)、第十四電阻器(R14)、第二十一電阻器(R21)、第二十二電阻器(R22)、第二十三電阻器(R23)、第二十四電阻器(R24)、第二十八電阻器(R28)、第十電壓跟隨器(U5B)、第九運算放大器(U5A)組成； 第十電阻器(RlO)、第一保險管(Fl)串聯(lián)； 第十電阻器(RlO)、第十四電阻器(R14)、第十一電阻器(R11)、第十二電阻器(R12)、第十三電阻器(R13)串聯(lián)，第十二電阻器(R12)與第十三電阻器(R13)的連接點與第九運算放大器(U5A)負輸入端連接，第十三電阻器(R13)的另一端與第九運算放大器(U5A)的輸出端連接；第二十二電阻器(R22)與第二保險管(F2)串聯(lián)； 第二十二電阻器(R22)、第二十一電阻器(R21)、第二十三電阻器(R23)、第二十四電阻器(R24)、第二十八電阻器(R28)串聯(lián)，第二十四電阻器(R24)與第二十八電阻器(R28)的連接點與第九運算放大器(U5A)正輸入端連接，第二十八電阻器(R28)的另一端與第十電壓跟隨器(U5B)的輸出端連接； 第十電壓跟隨器(U5B)的輸出端與負輸入端連接。5.根據權利要求1所述的一種低成本、寬電壓范圍的交流電頻率測量裝置，其特征在于，所述交流電壓峰值檢測電路由有源低通濾波器、電壓峰值保持電路組成； 所述有源低通濾波器由第十七電阻器(R17)、第十八電阻器(R18)、第十九電阻器(R19)、第二電容器(C2)、第三電容器(C3)、第四電容器(C4)、第六電容器(C6)、第八電容器(CS)、第六運算放大器(U3B)組成； 第十八電阻器(R18)與第九運算放大器(U5A)輸出端連接； 第十八電阻器(R18)、第十九電阻器(R19)串聯(lián)，連接到第六運算放大器(U3B)的正輸入端，第六電容器(C6)與第八電容器(CS)并聯(lián)接模擬地； 第二電容器(C2)與第十七電阻器(R17)串聯(lián)，第二電容器(C2)與第十七電阻器(R17)的連接點與第六運算放大器(U3B)的輸出端連接，第二電容器(C2)的另一端與第六運算放大器(U3B)的正輸入端連接； 第三電容器(C3)與第四電容器(C4)并聯(lián)接模擬地； 第六運算放大器...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：劉衛(wèi)亮，馬云龍，宋勝男，王猛，馬良玉，林永君，馬進，劉長良，
申請(專利權)人：華北電力大學保定，
類型：新型
國別省市：河北;13