[發(fā)明專利]一種數(shù)字式直流鉗形表的零點(diǎn)調(diào)節(jié)方法及電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810185924.1
• 申請(qǐng)日: 2018-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN108196115A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾繁建;黃志剛;陳志宏;邱六藝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 漳州市東方智能儀表有限公司
• 主分類號(hào): G01R19/25
• 分類號(hào): G01R19/25;G01R15/00
• 代理公司: 福州科揚(yáng)專利事務(wù)所 35001
• 代理人: 何小星

本發(fā)明涉及一種數(shù)字式直流鉗形表的零點(diǎn)調(diào)節(jié)方法，所述數(shù)字式直流鉗形表包括霍爾傳感器、差分放大電路、控制器MCU、零點(diǎn)按鍵和顯示屏LCD；所述零點(diǎn)調(diào)節(jié)方法包括以下步驟：步驟一、啟動(dòng)數(shù)字式直流鉗形表進(jìn)行調(diào)零測(cè)試，當(dāng)顯示屏LCD在空載測(cè)量時(shí)顯示值不為零時(shí)，按下調(diào)零按鍵進(jìn)行調(diào)零；步驟二、觸發(fā)調(diào)零按鍵后，控制器MCU讀取零點(diǎn)數(shù)值和極性，并輸出一個(gè)持續(xù)增大、極性相反的信號(hào)至差分放大電路的輸入端，使差分放大電路輸出的數(shù)值變小，直到控制器MCU讀取的零點(diǎn)數(shù)值為零；步驟三、當(dāng)讀取到零點(diǎn)數(shù)值為零時(shí)，控制器MCU記錄此時(shí)的輸出數(shù)值并保存輸出，停止調(diào)零動(dòng)作，完成調(diào)零。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)字式直流鉗形表的零點(diǎn)調(diào)節(jié)方法及電路。

背景技術(shù)

數(shù)字式直流鉗形表是利用霍爾傳感器的磁電轉(zhuǎn)換特性實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電壓進(jìn)行測(cè)量的一種儀表；當(dāng)被測(cè)（原邊）導(dǎo)線經(jīng)過電壓傳感器時(shí)，被測(cè)電壓I會(huì)產(chǎn)生磁力線，原邊磁力線集中在CT氣隙周圍，內(nèi)置在磁芯氣隙中的霍爾電片可產(chǎn)生和原邊磁力線成正比的，大小僅為幾毫伏的感應(yīng)電壓，通過后續(xù)電子電路把這個(gè)微小的信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)數(shù)字，就可以測(cè)量出通電導(dǎo)線電壓I的值。然而，霍爾元件和電子電路中運(yùn)算放大器存在著偏移電壓，使得當(dāng)被測(cè)電壓I為零時(shí)，運(yùn)算放大器輸出仍有一個(gè)微小電壓。而且霍爾器件的特性使得其周邊環(huán)境溫度變化時(shí)，偏移電壓也會(huì)產(chǎn)生變化。

因此，在使用霍爾傳感器的數(shù)字式直流鉗形表均需要對(duì)測(cè)量零點(diǎn)進(jìn)行處理的方法和電路；然而，傳統(tǒng)調(diào)零方法有2種：

一種是采用硬件調(diào)零方式，如圖1，由VR1、R5、R4、R6組成零點(diǎn)調(diào)節(jié)電路，VR1接正負(fù)電源，滑道端取得一定電壓，經(jīng)R5\R6分壓后，經(jīng)R4輸入差分放大器A調(diào)節(jié)Vo數(shù)值。由于滑道端可以取得正負(fù)電壓，因此調(diào)節(jié)Vo為0。圖1利用調(diào)節(jié)電位器對(duì)放大器零點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，電位器旋鈕設(shè)置于儀器外部，缺點(diǎn)：1、使用過程中易受儀表操作震動(dòng)影響使零點(diǎn)偏移，造成讀數(shù)誤差，使用麻煩；2、霍爾器件一致性較差，零點(diǎn)調(diào)節(jié)范圍需保持一定范圍，生產(chǎn)時(shí)必須根據(jù)不同霍爾在儀器內(nèi)部預(yù)調(diào)節(jié)，批量生產(chǎn)比較不易，效率低下。

另一種是采用軟件件調(diào)零方式，如圖2，是采用軟件調(diào)零方式，由MCU直接讀取零點(diǎn)數(shù)值并保存，應(yīng)用MCU的運(yùn)算功能，將測(cè)量后的放大器輸出數(shù)值的讀數(shù)直接扣除零點(diǎn)數(shù)值，即為電壓數(shù)值，這種采用相對(duì)值測(cè)量的方法簡(jiǎn)單。但是采用相對(duì)值測(cè)量的方法，由于存在零點(diǎn)電壓的輸入有時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響MCU測(cè)量范圍，這個(gè)零點(diǎn)電壓只能限定在很小范圍內(nèi)使用。因此其內(nèi)部仍然需要有調(diào)零電路，使放大器的輸出零點(diǎn)能在MCU測(cè)量范圍內(nèi)。與上一種比較，調(diào)零器件為儀器內(nèi)部可變電阻，不易受儀器操作影響。所以其硬件電路在生產(chǎn)時(shí)仍然存在對(duì)零點(diǎn)進(jìn)行預(yù)修正的操作，而且測(cè)量范圍會(huì)受到零點(diǎn)操作的影響。例如FS9721測(cè)量的電壓范圍為±400mV, 輸入Vo超過±400mV范圍就無法測(cè)試，LCD顯示”O(jiān)L”(溢出),因此如果Vo不回零值為20mV時(shí)，儀器測(cè)量電壓轉(zhuǎn)換為電壓最大只有380mV，使儀器測(cè)量范圍變小。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種數(shù)字式直流鉗形表的零點(diǎn)調(diào)節(jié)方法和調(diào)節(jié)電路，克服傳統(tǒng)數(shù)字式直流鉗形表的零點(diǎn)調(diào)節(jié)在使用和生產(chǎn)中操作的缺點(diǎn)，無需使用電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)，也不影響測(cè)量范圍。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

技術(shù)方案一：

一種數(shù)字式直流鉗形表的零點(diǎn)調(diào)節(jié)方法，所述數(shù)字式直流鉗形表包括霍爾傳感器、差分放大電路、控制器MCU、零點(diǎn)按鍵和顯示屏LCD；所述霍爾傳感器產(chǎn)生測(cè)量電壓并輸入至所述差分放大電路的輸入端，所述差分放大電路的輸出端連接所述控制器MCU，所述零點(diǎn)按鍵連接所述控制器MCU，所述顯示屏LCD連接所述控制器MCU；所述零點(diǎn)調(diào)節(jié)方法包括以下步驟：

步驟一、啟動(dòng)數(shù)字式直流鉗形表進(jìn)行調(diào)零測(cè)試，當(dāng)顯示屏LCD在空載測(cè)量時(shí)顯示值不為零時(shí)，按下零點(diǎn)按鍵進(jìn)行調(diào)零；