[實用新型]一種電能測量實驗裝置

有效

• 申請號: 201420669346.6
• 申請日: 2014-11-11
• 公開（公告）號: CN204102414U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 張琪;宋保業;欒翔
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18;G01R22/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種實驗裝置，尤其涉及一種電能測量實驗裝置，用于電氣測量技術實驗教學領域。

背景技術

在電氣測量技術的教學實踐中，電氣測量實驗的引入，可以有效調動學生學習的積極性，有利于學生掌握所學理論知識，提升學生的應用能力及創新意識。然而，電氣測量技術課程的實驗大都使用教學儀器廠家的實驗箱進行操作，實驗者通過現有實驗裝置學到的電能測量方法與軟硬件知識很少，在培養學生的創新能力、理論聯系實際能力和動手能力等方面所起的作用不大，給電氣測量技術教學帶來了極大的不便。在電氣測量技術實驗教學中，針對電能測量這種設計性的實驗教學裝置還很少。由此可見，電能測量實驗裝置有待于進一步的開發和利用。

發明內容

本實用新型為了彌補電氣測量技術實驗中存在的不足，提供了一種電能測量實驗裝置。

本實用新型所采用的技術方案為：

一種電能測量實驗裝置，包括電源模塊、采樣模塊、信號調理模塊、單片機座和液晶屏顯示模塊，各個模塊單元相互獨立，能夠根據實驗設計需要進行靈活組合。所述電源模塊是通過計算機USB口供電，為系統其他模塊提供相應電壓；所述采樣模塊包括電壓采樣模塊和電流采樣模塊，其作用是將所測交流電壓和電流轉換成小電壓，以方便測量；所述采樣信號調理電路作用是增強采樣模塊所得的電壓信號的抗干擾能力；所述液晶屏顯示模塊用來顯示電能參數。

所述電能測量實驗裝置各個模塊是獨立的，方便實驗者掌握電能測量的各個環節。

所述采樣信號調理電路包括電壓跟隨器和比較器，所述電壓跟隨器輸出端通過一個電阻和一個電容與地相連。

由于采用了上述技術方案，本實用新型所取得的有益效果為：本實用新型結構簡單，成本較低，功耗低，測量精度較高，可實現交流電參數的測量和顯示，便于實驗者學習，具有很好的可擴展性。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為電源模塊原理圖；

圖3為采樣模塊原理圖；

圖4為信號調理模塊原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體的實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型并不限于這些實施例。

如圖1所示，一種電能測量實驗裝置，包括電源模塊、采樣模塊、信號調理模塊、單片機座和液晶顯示模塊。各個模塊單元相互獨立，能夠根據實驗設計需要進行靈活組合。

如圖2所示，所述電源模塊可以在5V電壓輸入時提供高穩定的3.3V電壓和1.25～5V可調電壓，為單片機及其他芯片供電。

如圖3所示，所述采樣模塊包括電壓采樣模塊和電流采樣模塊。電壓采樣電路采用的是1000:1000的電流型電壓互感器，在互感器一次側串聯一個電阻，在互感器二次側并聯一個電阻。電流采樣電路采用的是1A/1.5mA的電流互感器和一個電阻并聯。

如圖4所示，所述信號調理模塊中，電壓信號接電壓跟隨器，從而輸出電壓與輸入電壓同相，輸入電阻變大，輸出電阻降低，相當于一個理想阻抗變換器，起到了緩沖隔離的作用，驅動A/D轉換器轉換；為了穩定波形和去除噪聲，電壓跟隨器輸出端通過一個電阻和一個電容與地相連，這樣就可以得到穩定的電壓信號。

使用過程中，按照設計需要將采樣模塊與信號調理模塊相連，信號調理模塊與單片機相應的I/O口相連，液晶顯示模塊與單片機相連，將測試交流電接入到采樣模塊，插好電源，打開開關，下載測試程序以檢查實驗板能否正常工作。若不能正常工作，找出問題并進行維修；若正常工作，則進行程序編寫并下載到單片機中，觀察液晶屏顯示的內容。根據液晶屏顯示電能參數，修改程序中的對應數據。