CN201562009U - 通用面板式数字交流电压表 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种通用面板式数字交流电压表，包括面盖框、刻度面板、数字刻度表、指针、中框、底盖、交流电压输入端子、微型步进电机、专用控制模块，其要点在于，面盖框、中框与底盖均为方形结构，其面盖框的中间开口形状为一个不等边的五边形，面盖框与中框相连，然后中框再与底盖相连，刻度面板上镂刻有交流数字刻度表，在面盖框内侧有一个空心的圆柱形台阶，所述的微型步进电机嵌入该台阶内，指针由微型步进电机的驱动轴带动，微型步进电机则由专用控制模块控制，底盖上有一个DB9芯接插件，可直接与上位机实现RS-485通信，具有测量精度高、寿命长、可靠性好的特点，适合中高端能源管理系统和工业控制领域的应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种通用面板式数字交流电压表。
背景技术
公知的交流电压表主要用来测量工频交流电压，一般是嵌入安装在电气控制柜的外表面，有模拟指针式和数字显示式两种，其中，数字显示式采用单片机为控制部件，对输入的交流电压信号进行计算和处理后，由高亮度数码管LED或液晶屏LCD显示。模拟指针式采用磁电式原理驱动其指针，即指针机构在两个载流线圈互相作用下产生安培力矩，该力矩克服游丝弹簧等阻尼部件的扭转力矩后，推动指针偏转，其指针偏转角度的大小与指针机构所受的扭转力矩有关，而扭转力矩由通过线圈电流的大小决定，但是，指针机构特别容易受到材料、环境温度、湿度、制造工艺等多种因素的影响，导致有较大误差，而脆弱的游丝等阻尼部件特别容易损坏，可靠性不高。
发明内容
本实用新型的目的是提供了一种可嵌入安装在电气控制柜表面的通用面板式数字交流电压表，该表采用专用控制模块为核心控制部件，以微型步进电机来带动指针，从而完全摈弃了采用LED/LCDD的显示方案及磁电式原理的驱动方案，实现工频交流电压的数字化测量和数字化指针指示。
本实用新型是这样实现的：
一种通用面板式数字交流电压表，包括：面盖框、刻度面板、指针、中框、底盖、微型步进电机、专用控制模块，其要点是，刻度面板上镂刻有交流数字刻度表，面盖框的内侧有一个伸出的空心圆柱形台阶，台阶内安装有一个微型步进电机，指针由微型步进电机的驱动轴带动。
所述的通用面板式数字交流电压表，其面盖框、中框与底盖均为方形结构，面盖框的中间开口形状为一个不等边的五边形，面盖框与中框相连，然后中框再与底盖相连。
所述的通用面板式数字交流电压表，其刻度面板是一个方形的面板，刻度面板上镂刻有一个呈90°的弧形状的交流数字刻度表，刻度表上的所有刻度均是均匀的，刻度面板的位置在面盖框与中框之间，并通过刻度面板四角的螺丝孔固定在面盖框的内侧。
所述的通用面板式数字交流电压表，在面盖框的内侧有一个中间为空心的圆柱形台阶，一个具有单转动轴的微型步进电机嵌入安装在空心的圆柱形台阶内，其微型步进电机由专用控制模块控制。
所述的通用面板式数字交流电压表，指针位于面盖框与刻度面板之间，指针的一端穿过刻度面板直接插入微型步进电机的转动轴上，由微型步进电机的转动轴带动其偏转。
所述的通用面板式数字交流电压表，底盖上有一个用于RS-485通信的DB9芯接插件。
所述的通用面板式数字交流电压表，底盖上还有两个用于交流电压输入的螺旋紧固端子。
所述的通用面板式数字交流电压表，其专用控制模块内置一块单片机和步进电机微步细分驱动电路。
所述的通用面板式数字交流电压表，其电压输入信号从两个输入端子引入，经整流电路和分压网络后，一路进入信号调理电路，再送专用控制模块内置单片机的A/D端，另一路送电荷泵供电电路，电荷泵供电电路与专用控制模块的电源端口相连。
所述的通用面板式数字交流电压表，其仪表的安装固定框架夹由镀锌铁皮组成，框架的形状与底盖的外形相同，镀锌铁皮的两端是自由的但可通过一个紧固螺钉连在一起。
与常见的交流电压表相比较，本实用新型的有益效果如下：
本实用新型采用数字化指针指示技术，仪表内部没有游丝等易损的阻尼部件，工频交流电压信号通过专用控制模块内部的单片机，经数字滤波等量化处理，直接驱动微型步进电机带动指针在交流电压数字刻度盘上指示当前的交流电压测量值，具有测量精度高、寿命长、可靠性好、满足人们的观察习惯的特点，特别适合中高端能源管理系统和工业控制领域的应用。
附图说明
图1是本实用新型的外形图；
图2是本实用新型的正视图；
图3是本实用新型的后盖正视图；
图4是本实用新型的侧视图；
图5是本实用新型的从面盖框往后观察的爆炸外形图；
图6是本实用新型的从底盖往前观察的爆炸外形图；
图7是本实用新型的面盖框的内侧正视图；
图8是本实用新型的安装装配固定图；
图9是本实用新型的电原理框图。
具体实施方式
下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式。
本实用新型所公开的通用面板式数字交流电压表包括：面盖框(1)、刻度面板(2)、在刻度面板(2)上镂刻的数字刻度表(3)、指针(4)、中框(5)、底盖(6)、DB9芯的接插件(7)、交流电压输入的螺旋紧固端子(8)(9)、微型步进电机(10)、面盖框(1)内侧伸出的空心圆柱台阶(11)、专用控制模块(12)、安装固定框架夹(13)和用来固定框架夹(13)的两端连接处的紧固螺钉(14)。
本实用新型结构上是由面盖框(1)、中框(5)、底盖(6)三大部分连接而成，其中，面盖框(1)、中框(5)与底盖(6)均为方形结构，其面盖框(1)的中间开口形状为一个不等边的五边形，以此作为交流数字刻度表(3)的显示窗口，通过该窗口可以观察到刻度面板(2)上的交流数字刻度表(3)和指针(4)的当前位置。在结构上，面盖框(1)与中框(5)相连，然后中框(5)再与底盖(6)相连。刻度面板(2)是一个方形的面板，其刻度面板(2)上镂刻有一个呈90°的弧形状交流数字刻度表(3)，刻度表(3)上的所有刻度均是均匀的，刻度面板(2)的位置处在面盖框(1)与中框(5)之间，并通过刻度面板(2)四角的螺丝孔固定在面盖框(1)的内侧。
在面盖框(1)与交流数字刻度表(3)之间，有一根指针(4)，指针(4)的一端穿过刻度面板(2)直接插入微型步进电机(10)的转动轴上，所述的微型步进电机(10)则直接嵌入安装在面盖框(1)内侧伸出的一个空心圆柱形的台阶(11)内，其微型步进电机(10)由专用控制模块(12)控制。
底盖(6)上有一个用于RS-485通信的DB9芯接插件(7)，通过该接插件可直接与上位计算机之间实现主从通信，底盖(6)上还有两个用于交流电压信号输入的螺旋紧固端子(8)(9)。
本实用新型中，其专用控制模块(12)内置一块带A/D转换端口的单片机和电机微步细分驱动电路，待测量的交流电压输入信号从螺旋紧固端子(8)(9)输入，经整流和分压网络分压后分成两路输出，其中一路送信号调理电路处理，然后进入单片机的A/D转换端采样，单片机可将当前测得的电压值经工程量变换计算转换成为步进电机(10)转动轴转动所需的角度位移量，电机微步细分驱动电路可使微型步进电机(10)的转动轴实现微步转动，从而带动指针(4)平滑地偏转；另一路送电荷泵供电电路，电荷泵供电电路实际上是通过电容对电荷的积累效应而产生高压，相当于一个存储的电源，既作为单片机和步进电机的供电电源，又可保证在低电压输入时，电荷泵供电电路内存储的电源可保证驱动微型步进电机(10)的转动轴偏转，或者当输入的直流电压为零时，可实现指针(4)归零动作所需的能量。
本实用新型可以直接嵌入安装在开有方孔的电气控制柜的外壳上，仪表的安装固定由安装固定框架夹(13)完成，其安装固定框架夹(13)是由镀锌铁皮组成，框架(13)的形状与底盖(6)相同，镀锌铁皮的两端是自由的但可通过一个紧固螺钉(14)连在一起，先将固定框架夹(13)套装在底盖(6)上，并与电气控制柜的内表面相接触，再将铁皮的两端通过一个紧固螺钉(14)扭紧固定在一起。
上述实施方式只是体现本实用新型技术方案的优选方案，本技术领域的技术人员对其中的某些局部所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种通用面板式数字交流电压表，包括：面盖框(1)、刻度面板(2)、指针(4)、中框(5)、底盖(6)、微型步进电机(10)、专用控制模块(12)，其特征在于，刻度面板(2)上镂刻有交流数字刻度表(3)，面盖框(1)的内侧有一个伸出的空心圆柱形台阶(11)，台阶内安装有一个微型步进电机(10)，指针(4)由微型步进电机(10)的驱动轴带动。
2.根据权利要求1所述的通用面板式数字交流电压表，其特征在于，面盖框(1)、中框(5)与底盖(6)均为方形结构，其面盖框(1)的中间开口形状为一个不等边的五边形，面盖框(1)与中框(5)相连，然后中框(5)再与底盖(6)相连。
3.根据权利要求1所述的通用面板式数字交流电压表，其特征在于，刻度面板(2)是一个方形的面板，其刻度面板(2)上镂刻有一个呈90°的弧形状的交流数字刻度表(3)，刻度表(3)上的所有刻度均是均匀的，刻度面板(2)的位置在面盖框(1)与中框(5)之间，并通过刻度面板(2)四角的螺丝孔固定在面盖框(1)的内侧。
4.根据权利要求1所述的通用面板式数字交流电压表，其特征在于，在面盖框(1)的内侧有一个中间为空心的圆柱形台阶(11)，一个具有单转动轴的微型步进电机(10)嵌入安装在空心的圆柱形台阶(11)内，其微型步进电机(10)由专用控制模块(12)控制。
5.根据权利要求1所述的通用面板式数字交流电压表，其特征在于，指针(4)位于面盖框(1)与刻度面板(2)之间，指针(4)的一端穿过刻度面板(2)直接插入微型步进电机(10)的转动轴上，由微型步进电机(10)的转动轴带动其偏转。
6.根据权利要求1所述的通用面板式数字交流电压表，其特征在于，底盖(6)上有一个用于RS-485通信的DB9芯接插件(7)。
7.根据权利要求1所述的通用面板式数字交流电压表，其特征在于，底盖(6)上还有两个用于交流电压输入的螺旋紧固端子(8)(9)。
8.根据权利要求1所述的通用面板式数字交流电压表，其特征在于，专用控制模块(12)内置一块单片机和步进电机微步细分驱动电路。
9.根据权利要求1所述的通用面板式数字交流电压表，其特征在于，电压输入信号从端子(8)(9)引入，经整流电路和分压网络后，一路进入信号调理电路，再送专用控制模块(12)内置单片机的A/D端，另一路送电荷泵供电电路，电荷泵供电电路与专用控制模块(12)的电源端口相连。
10.根据权利要求1所述的通用面板式数字交流电压表，其特征在于，仪表的安装固定框架夹(13)由镀锌铁皮组成，框架(13)的形状与底盖(6)的外形相同，镀锌铁皮的两端是自由的但可通过一个紧固螺钉(14)连在一起。
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| CN109507475A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-03-22 | 彭希南 | 基于Zigbee无线局域网的风电场数字指针式电流表 |
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