一種用電器具運行參數測量系統的製作方法
2024-01-29 00:28:15
專利名稱：一種用電器具運行參數測量系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用電器具運行參數測量系統，在國際專利分類表中，分類可屬於 G01R15/00 和 G08C17/02。
背景技術：
對用電器具運行時的輸入電流等電參數，傳統上使用導線連接電工儀表進行測 量。然而，無論是通過固定敷設的測量系統或現場臨時接線，都比較麻煩而成本較高，且欠 靈活和安全。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種用電器具運行參數測量系統，以改善背 景技術所述問題。本發明解決技術問題的技術方案是，一種用電器具運行參數測量系統，其特徵在 於該系統包括主機和一個或一個以上的轉換器；所述轉換器包括——一個外形大致為長方體且可手持的剛性的絕緣殼體；——一個插頭，插頭的插銷固定於所述殼體一側面，供轉換器插往電源插座，以獲 得供電電源；——至少一個插座，插座的插套固定於所述殼體另一側面的開孔內側，供用電器 具的插頭插入，以向其提供電源；——至少一個電流傳感器，安裝於所述殼體內；所述插頭至少一個載流插銷的接 線端子經一電流傳感器接往所述一個插座的一個載流插套的接線端子，所述插頭其餘載流 插銷的接線端子各直接接往所述插座的其餘載流插套之一的接線端子；——至少一個電壓傳感器，安裝於所述殼體內；所述插頭的二個載流插銷的接線 端子之間跨接一電壓傳感器，或所述插座的二個載流插套的接線端子之間跨接一電壓傳感 器；—信號處理和射頻發射電路，安裝於殼體內，所述傳感器的輸出信號經所述電 路處理後以射頻信號無線發送；—信號處理和射頻發射電路從所述插頭的二個載流插銷的接線端子獲得電源；所述主機包括——射頻接收電路；——信號處理電路；——顯示器；——所述射頻接收電路接收轉換器發送的射頻信號經所述信號處理電路處理後 在顯不器顯不。該系統使用時，所述轉換器的插頭插往電源插座，用電器具的插頭插往轉換器的 插座即可獲得供電而運行，巧妙地設置於所述插頭的載流插銷的接線端子至插座的載流插套的接線端子的電路的電流傳感器因而獲取輸入用電器具的電流信號，跨接於所述插頭的 二個載流插銷的接線端子之間或所述插座的二個載流插套的接線端子之間電壓傳感器因 而獲取輸入用電器具的電壓信號，這些信號經信號處理和射頻發射電路處理後以射頻信號 無線發送，再由主機接收處理後即可顯示輸入用電器具的電流、電壓和功率等運行參數。該 巧妙設計的優點在於——相對於傳統技術如電參數測試儀的一體化結構，把系統分為供現場靈活運用 的轉換器和對信號集中處理、顯示和控制的主機二大部分，十分便於改善系統的功能和現 場測試使用；尤其對於多路測試的切換，可以軟體代替硬體實現，更為方便和成本較低；——傳感器直接連接於所述插頭或插座的端子，僅作前期處理的電路體積較小且 從所述插頭的接線端子獲取電源，該緊湊布置的轉換器體積小至可以單手抓持操作，十分 便於現場靈活地插入任意位置的電源插座對不同用電器具進行運行測試；——轉換器如上述的結構及其與主機的無線通訊，免除了傳統技術所有現場接線 和外露帶電部件，顯著改善測試工作的效率和安全。
圖1是本發明實施例用電器具運行參數測量系統結構和電路原理示意圖。
具體實施例方式如圖1所示本發明實施例一用電器具運行參數測量系統的結構和電路原理，該系 統由主機100和轉換器200組成。轉換器100包括——以工程塑料材料注塑而成的外形為長方體且大小可單手抓持的殼體1 ；——一體注塑固定於殼體1左側面的插銷2和3組成一個符合國家標準 GB2099. 1-1996《家用和類似用途插頭插座第一部分通用要求》的二極插頭，可插往試驗室 牆壁上安裝的不帶接地的單相二極電源插座，以取得電源；——殼體1右側面按照GB2099. 1規定的要求開二極插座孔，插套4和5在孔內側 正對孔口固定，可供單相的II類家電器具的插頭插入，以向其提供電源；——插銷2的接線端子21直接接往插套4的接線端子41，插銷3的接線端子31 經電阻6接往插套5的接線端子51 ；—電阻7和8串聯後跨接於插套4的接線端子41和插套5的接線端子51之 間；——由單片機(推薦型號PIC16F716或MSP430F20)和無線發射晶片(推薦型號 ccllOl)為主組成的信號處理和射頻發射電路9安裝於殼體1內；所述單片機的公共地90 連接插套5的接線端子51，第1個IO 口 91經二極體Dl接往插銷3的接線端子31，第2個 IO 口 92經二極體D2接往電阻7和8的串聯連接點；電路9由目前已常用(如在全自動洗 衣機電腦程控器上)的小型降壓整流穩壓電源電路10供電，穩壓電源電路10的交流輸入 端11、12分別連接插銷2的接線端子21和插銷3的接線端子31，直流輸出端13、14分別連 接電路9的二直流電源端93、94，向所述單片機和無線發射晶片電路提供5V電源(圖中未 示出)；無線發射晶片的射頻輸出端95接往超小型鞭狀天線96 ；——當轉換器100的二極插頭插入試驗室牆壁上安裝的不帶接地的單相二極電源
4插座，被試單相的II類家電器具的插頭插入轉換器1的二極插座，器具得電運行，電阻6上 與器具輸入電流成正比的電壓信號經二極體Dl半波整流進入電路9所述單片機第1個IO 口 91，電阻8上與器具輸入電壓成正比的電壓信號經二極體D2半波整流進入電路9所述單 片機的第2個IO 口 92，單片機對該二個IO 口所接收的半波電壓信號轉換後經程序處理，自 第3個IO 口(圖中未示出)送往所述無線發射晶片電路的輸入端，經其調製和功率放大， 載有所述二個半波電壓波形參數的射頻信號經輸出端95送往天線96向空間發射。
主機100主要包括
——體積適中的長方體塑料機箱105 ；——安裝於機箱105內的射頻接收電路102，主要由無線接收晶片(推薦型號 ccllOl)組成。該電路經超小型鞭狀天線101接收轉換器100發射的載有所述二個半波電 壓波形參數的射頻信號，並使之轉換為可輸入單片機進行處理的信號；—安裝於機箱105內的信號處理電路103，主要由單片機(推薦型號 PIC16F887)組成；該單片機一 IO 口接收射頻接收電路102輸出的信號，並使之經程序處 理，轉換為可輸入數字顯示電路進行處理的信號，自單片機其餘IO 口輸出；—安裝於機箱105—側面的常規的數字面板表104，接收信號處理電路103輸出 的信號，交替或同時顯示器具輸入電流、電壓和功率。上述更具體的設計包括——測量電流的分流電阻6，按器具輸入電流範圍和單片機IO 口的電壓參數計 算；——測量電壓的分壓電阻7和8，按器具輸入電壓範圍和單片機IO 口的電壓參數 計算；——各晶片電路和單片機的內部程序以及數字面板表的使用，按照它們的製造商 提供的產品說明書的指導進行設計。上述設計可有如下修改1、當器具輸入電流較大時，測量電流的分流電阻6最好改由電流互感器代替電 流互感器的初級連接插銷3的接線端子31和插套5的接線端子51，次級連接電路所述單片 機的公共地90和第1個IO 口 91 ；由於電流互感器的初級電壓損失較小，測量電源電壓的 分壓電阻7和8也可視機內布置的需要，改為跨接於插銷2和3的接線端子。2、為了也能滿足帶接地極的單相電源插頭的器具的測試，可以在同一側面或相鄰 側面增設一帶接地極的單相電源插座，其二載流插套的接線端子分別接往原有插套的接線 端子。3、當器具使用三相電源時，轉換器100需改為—殼體1左側面改由4個插銷組成一個符合國家標準GB2099.1的3相4線插 頭，用以插往試驗室牆壁上安裝的3相4線電源插座，以取得3相4線電源；—殼體1右側面改為按GB2099.1的要求開3相4線插座孔，孔內固定3個相線 插套和1個中性線插套，可供3相4線的II類器具的插頭插入，以向其提供3相4線電源；——3個相線插銷的接線端子各經一電流互感器的初級接往3個相線插套的接線 端子，中性線插銷的接線端子直接接往中性線插套的接線端子；3個電流互感器的次級的 同名端均接往信號處理和射頻發射電路9所述單片機的公共地90，其餘3端各接所述單片
5機的各1個IO 口；——3組各由2個電阻串聯而成的分壓電阻分別跨接於3個相線插套的接線端子 之一和中性線插套的接線端子之間，3組分壓電阻的串聯點各接所述單片機的各1個IO 口， 中性線插套的接線端子接往信號處理和射頻發射電路9所述單片機的公共地90 ；——由於上述電流、電壓傳感信號數量和相應使用單片機IO 口數量增加，對各單 片機的程序以及數字面板表進行相應修改。4、與同一主機配套的可以有多個轉換器，在主機的單片機和顯示器中可以採用分 時響應或RFID技術，處理各轉換器發送的信號。5、主機的單片機和顯示器也可以由完整的計算機系統代替，以獲得更好的信號處 理效果。
權利要求
一種用電器具運行參數測量系統，其特徵在於該系統包括主機和一個或一個以上的轉換器；所述轉換器包括——一個外形大致為長方體且可手持的剛性的絕緣殼體；——一個插頭，插頭的插銷固定於所述殼體一側面，供轉換器插往電源插座，以獲得供電電源；——至少一個插座，插座的插套固定於所述殼體另一側面的開孔內側，供用電器具的插頭插入，以向其提供電源；——至少一個電流傳感器，安裝於所述殼體內；所述插頭至少一個載流插銷的接線端子經一電流傳感器接往所述一個插座的一個載流插套的接線端子，所述插頭其餘載流插銷的接線端子各直接接往所述插座的其餘載流插套之一的接線端子；——至少一個電壓傳感器，安裝於所述殼體內；所述插頭的二個載流插銷的接線端子之間跨接一電壓傳感器，或所述插座的二個載流插套的接線端子之間跨接一電壓傳感器；——信號處理和射頻發射電路，安裝於殼體內，所述傳感器的輸出信號經所述電路處理後以射頻信號無線發送；——信號處理和射頻發射電路從所述插頭的二個載流插銷的接線端子獲得電源；所述主機包括——射頻接收電路；——信號處理電路；——顯示器；——所述射頻接收電路接收轉換器發送的射頻信號經所述信號處理電路處理後在顯示器顯示。
全文摘要
一種用電器具運行參數測量系統，包括主機和轉換器；轉換器包括絕緣殼體；插頭固定於殼體一側面，用以插往電源插座；插座固定於殼體另一側面的開孔內側，供用電器具的插頭插入；至少一個載流插銷經一電流傳感器接往插座的一個載流插套，其餘載流插銷直接接往插座的其餘之一載流插套；插頭的二個載流插銷之間或插座的二個載流插套之間跨接一電壓傳感器；傳感器的輸出信號經電路處理後以射頻信號無線發送；信號處理和射頻發射電路從插頭二個載流插銷的獲得電源；主機包括射頻接收電路；信號處理電路；顯示器；射頻接收電路接收的射頻信號經處理後在顯示器顯示。該系統便於現場測試靈活使用，免除現場接線，提高工作效率且更安全。
文檔編號G01R19/00GK101982781SQ20101029757
公開日2011年3月2日 申請日期2010年9月28日 優先權日2010年9月28日
發明者葉露微 申請人:葉露微