[實用新型]一種數字功率表

有效

• 申請號: 201520443113.9
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN204989311U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 張新安
• 申請（專利權）人: 張新安
• 主分類號: G01R21/06
• 分類號: G01R21/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及電子測量儀器技術領域，具體涉及一種數字功率表。

背景技術

實驗室中測量電功率P，一般是用電壓表測出用電器兩端的電壓U，用電流表測出用電器中的電流I，再根據P＝UI計算出用電器消耗的功率，不僅測量過程復雜，而且還要通過計算才能得到用電器消耗的功率。電動系功率表結構復雜，靈敏度低，體積大，價格高。同時隨著經濟發展和人們生活水平的不斷提高，家用電器越來越多，不少家庭對家用電器的耗電量十分重視，需要一種能簡單快速測量用電器消耗功率的功率表。

發明內容

為解決現有功率表的不足，本實用新型公開一種數字功率表。該數字功率表的功率采樣采用電阻采樣，利用HLW8012單相電能計量芯片測量用電器消耗的有功功率，應用AT89C2051單片機進行數據處理和顯示驅動，采用四位八段LED數碼管顯示測量值，運用非隔離＋5V電源供電，功率表的最大測量功率為4400W，可準確到0.1W。將數字表的L、N兩端接交流市電，使用交流市電供電的用電器的電源輸入端，接在數字功率表的J1、J2兩接線端，即可測量用電器消耗的有功功率。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：一種數字功率表，由功率采樣電路、功率計量電路、單片機電路、LED顯示電路和電源電路組成。功率采樣電路由電阻R1～R8和電容C1、C2、C3組成。功率計量電路由集成電路芯片HLW8012和電容C4組成。單片機電路由AT89C2051單片機，電阻R9，電容C5～C8和晶振X1組成。LED顯示電路由四位八段LED數碼管DPY1和排阻R10組成。電源電路由集成電路芯片78L05，電阻R11、R12，電容C9～C12，二極管D1、D2和穩壓二極管DZ1組成。功率采樣電路的輸入端接交流市電，輸出端接功率計量電路的輸入端；單片機電路的輸入端接功率計量電路的輸出端，輸出端接LED顯示電路輸入端；電源電路的輸入端接交流市電，輸出端接功率計量電路、單片機電路和LED顯示電路的電源端。

本實用新型的積極效果在于：電路簡單、體積小、重量輕，成本低、功耗小、精度高、價格便宜，操作簡單，使用方便。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構方框圖。

圖2為本實用新型的功率采樣電路。

圖3為本實用新型的功率計量電路。

圖4為本實用新型的單片機電路。

圖5為本實用新型的LED顯示電路。

圖6為本實用新型的電源電路。

具體實施方式

如附圖1所示，本實用新型由功率采樣電路、功率計量電路、單片機電路、LED顯示電路和電源電路組成。功率采樣電路的輸入端接交流市電，輸出端接功率計量電路的輸入端；單片機電路的輸入端接功率計量電路的輸出端，輸出端接LED顯示電路輸入端；電源電路的輸入端接交流市電，輸出端接功率計量電路、單片機電路和LED顯示電路的電源端。

如附圖2所示，功率采樣電路由電阻R1～R8和電容C1、C2、C3組成。電阻R1與R2一端的連接點接接線端J2，J2接用電器的一端，用電器的另一端接接線端J1，J1接交流市電的火線；R3一端與R1另一端的連接點接地，并連接交流市電的零線；R2的另一端與C1的一端相連為電流采樣的輸出端V1P，與功率計量電路的THLW8012的2腳V1P相連接；R3的另一端與C2的一端相連為電流采樣的輸出端V1N，與THLW8012的3腳V1N相連接；C1與C2的另一端相連并接地。R4、R5、R6、R7串聯，R4的另一端接交流市電的火線，R8與C3并聯的一端接地，并聯的另一端與R7的另一端相連為電壓采樣的輸出端V2P，接THLW8012的4腳電壓采樣輸入端V2P。

功率采樣可分為電流和電壓采樣，電流、電壓的采樣有電阻采樣和互感器采樣兩種方式，互感器采樣方式體積大、成本高，本實用新型的電流和電壓采樣都采用電阻采樣方式。用電器的電流流過電阻R1，經R2、C1和R3、C2阻容濾波，將電流信號轉換成電壓信號。電流采樣電阻R1設計為0.001Ω/2W的錳銅電阻，最大采樣電流為20A。電壓采樣是利用電阻R4～R8串聯分壓采樣，將R8分得的電壓經C3濾波得到采樣電壓。電阻R4～R7的電阻值都設計為470KΩ，R8的電阻值為1KΩ，實用于對220V交流市電的電壓采樣。