單片機(jī)電壓表原理圖、PCB、程序

ID:478876 · 發(fā)表于 2019-3-16 11:12

電壓表是由小量程電流表與定值電阻串聯(lián)改裝而來的，它的指針偏轉(zhuǎn)靠通過表內(nèi)的電流決定，而它的讀數(shù)則等于電壓表本身作為電阻所分得的電壓，或者與外電路并聯(lián)后并聯(lián)電阻所分得的電壓。電壓表內(nèi)，有一個(gè)磁鐵和一個(gè)導(dǎo)線線圈，通過電流后，會(huì)使線圈產(chǎn)生磁場這樣線圈通電后在磁鐵的作用下會(huì)旋轉(zhuǎn)，這就是電流表、電壓表的表頭部分。這個(gè)表頭所能通過的電流小，兩端所能承受的電壓也很小(肯定遠(yuǎn)小于1V，可能只有零點(diǎn)零幾伏甚至更小)，為了能測量我們實(shí)際電路中的電壓，需要給這個(gè)電壓表串聯(lián)一個(gè)比較大的電阻，做成電壓表。這樣，即使兩端加上比較大的電壓，可是大部分電壓都作用在我們加的那個(gè)大電阻上了，表頭上的電壓就會(huì)很小了。可見，電壓表是一種內(nèi)部電阻很大的儀器，一般應(yīng)該大于幾千歐。表頭是跟據(jù)通電導(dǎo)體在磁場中受磁場力的作用而制成的。表內(nèi)部有一永磁體，在極間產(chǎn)生磁場，在磁場中有一個(gè)線圈，線圈兩端各有一個(gè)游絲彈簧，彈簧各連接表的一個(gè)接線柱，在彈簧與線圈間由一個(gè)轉(zhuǎn)軸連接，在轉(zhuǎn)軸相對(duì)于電流表的前端，有一個(gè)指針。當(dāng)有電流通過時(shí)，電流沿彈簧、轉(zhuǎn)軸通過磁場，電流切磁感線，所以受磁場力的作用，使線圈發(fā)生偏轉(zhuǎn)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸、指針偏轉(zhuǎn)。由于磁場力的大小隨電流增大而增大，所以就可以通過指針的偏轉(zhuǎn)程度來觀察電流的大小。

電壓表的原理

　　在電壓表內(nèi)，有一個(gè)磁鐵和一個(gè)導(dǎo)線線圈，通過電流后，會(huì)使線圈產(chǎn)生磁場，這樣線圈通電后在磁鐵的作用下會(huì)旋轉(zhuǎn)，這就是電流表、電壓表的表頭部分。

　　這個(gè)表頭所能通過的電流很小，兩端所能承受的電壓也很小(肯定遠(yuǎn)小于1V，可能只有零點(diǎn)零幾伏甚至更小)，為了能測量我們實(shí)際電路中的電壓，我們需要給這個(gè)電壓表串聯(lián)一個(gè)比較大的電阻，做成電壓表。這樣，即使兩端加上比較大的電壓，可是大部分電壓都作用在我們加的那個(gè)大電阻上了，表頭上的電壓就會(huì)很小了。

　　可見，電壓表是一種內(nèi)部電阻很大的儀器，一般應(yīng)該大于幾千歐。

電子電壓表的分類

　　電壓表按其工作原理和讀數(shù)方式分為模擬式電壓表和數(shù)字式電壓表兩大類。

　　(1)模擬式電壓表

　　模擬式電壓表又叫指針式電壓表，一般都采用磁電式直流電流表頭作為被測電壓的指示器。測量直流電壓時(shí)，可直接或經(jīng)放大或經(jīng)衰減后變成一定量的直流電流驅(qū)動(dòng)直流表頭的指針偏轉(zhuǎn)指示。測量交流電壓時(shí)，必需經(jīng)過交流-直流變換器即檢波器，將被測交流電壓先轉(zhuǎn)換成與之成比例的直流電壓后，再進(jìn)行直流電壓的測量。模擬式電壓表按不同得方式又分為如下幾種類型：

　　①按工作頻率分類：分為超低頻(1kHz以下)、低頻(1MHz以下)、視頻(30MHz以下)、高頻或射頻(300MHz以下)、超高頻(300MHz以上)電壓表。

　　②按測量電壓量級(jí)分類：分為電壓表(基本量程為V量級(jí))和毫伏表(基本量程為mV量級(jí))。

　　③按檢波方式分類：分為均值電壓表、有效值電壓表和峰值電壓表。

　　④按電路組成形式分類：分為檢波-放大式電壓表、放大-檢波式電壓表、外差式電壓表。

數(shù)顯電壓表的特點(diǎn)

　　電壓測量主要是采用電子電壓表對(duì)正弦電壓的穩(wěn)態(tài)值及其它典型的周期性非正弦電壓參數(shù)進(jìn)行測量。

　　1、頻率范圍寬

　　被測信號(hào)電壓的頻率可以從0Hz到幾千兆赫茲范圍內(nèi)變化，這就要求測量信號(hào)電壓儀表的頻帶要覆蓋較寬的率頻范圍。

　　2、測量電壓范圍廣

　　通常，被測信號(hào)電壓小到微伏級(jí)，大到千伏以上。這就要求測量電壓儀表的量程相當(dāng)寬。電壓表所能測量的下限值定義為電壓表的靈敏度，目前只有數(shù)字電壓表才能達(dá)到微伏級(jí)的靈敏度。

　　3、輸入阻抗高

　　電壓測量儀表的輸入阻抗是被測電路的附加并聯(lián)負(fù)載。為了減小電壓表對(duì)測量結(jié)果的影響，就要求電壓表的輸入阻抗很高，即輸入電阻大，輸入電容小，使附加的并聯(lián)負(fù)載對(duì)被測電路影響很小。

　　4、測量精度高

　　一般的工程測量，如市電的測量、電路電源電壓的測量等都不要求高的精度。但對(duì)一些特殊電壓的測量確要求有很高的測量精度。如對(duì)A/D變換器的基準(zhǔn)電壓的測量，對(duì)穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓系數(shù)的測量都要求有很高的測量精度。

　　5、抗干擾能力強(qiáng)

　　測量工作一般都在存在干擾的環(huán)境下進(jìn)行，所以要求測量儀表具有較強(qiáng)的抗干擾能力。特別是高靈敏度、高精度的儀表都要具備很強(qiáng)的抗干擾能力，否則就會(huì)引入明顯的測量誤差，達(dá)不到測量精度的要求。對(duì)于數(shù)字電壓表來說，這個(gè)要求更為突出。

電壓表與電流表的維護(hù)方法

　　(1)由于磁電系電流表的過載能力很小，使用時(shí)一定要注意連接電路的極性和量限的選擇。

　　(2)若在測量中發(fā)現(xiàn)指針反向偏轉(zhuǎn)或正向偏轉(zhuǎn)超過標(biāo)度尺上滿刻度線，應(yīng)立即斷電停止測量，待連接正確或重新選擇更大量限的電流表后再進(jìn)行測量。

　　(3)當(dāng)測量工作完畢后，應(yīng)先斷電源，再從測量電路中取下電流表，將其放置在干燥、通風(fēng)和陰涼的環(huán)境中。對(duì)靈敏度、準(zhǔn)確度很高的微安表和毫安表，應(yīng)用導(dǎo)線將正、負(fù)端鈕連接起來，以保護(hù)儀表的測量機(jī)構(gòu)。

　　電壓表的使用維護(hù)方法與電流表的使用維護(hù)方法類同，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　(1)測量時(shí)應(yīng)將電壓表并聯(lián)接入被測電路。

　　(2)由于電壓表與負(fù)載是并聯(lián)的，要求內(nèi)阻Rv遠(yuǎn)大于負(fù)載電阻RL。

　　(3)測量直流時(shí)，先把電壓表的“—”瑞鈕接入被測電路的低電位端，然后再把“+”端鈕接入被測電路的高電位端。

　　(4)對(duì)多量限電壓表，當(dāng)需要變換量限時(shí)，應(yīng)將電壓表與被測電路斷開后，再改變量限。

電壓表和電流表比較

　　電流表和電壓表都是重要的電學(xué)儀器。它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)和使用上都既有相同點(diǎn)，又有不同點(diǎn)。下面具體地介紹一下。

　　1. 電流表，又叫安培表。用來測電路中電流的大小。

　　2. 電流表有三個(gè)接線柱，兩個(gè)量程;兩個(gè)量程共用一個(gè)“+”或“-”接線柱，標(biāo)著“0.6”、“3”的為正或負(fù)接線柱。

　　3. 電流表的刻度盤上標(biāo)有符號(hào)A和表示電流值的刻度，電流表的“0”點(diǎn)通常在左端，被測電路中的電流為零時(shí)，指針指在0點(diǎn)。有電流時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)，指針穩(wěn)定后所指的刻度，就是被測電路中的電流值。當(dāng)使用“+”或“-”和“0.6”時(shí)，量程是0-0.6A，每個(gè)大格0.2A，每個(gè)小格是0.02A;若使用“+”或“-”和“3”時(shí)，量程是0-3A，每個(gè)大格1A，每個(gè)小格是0.1A。

　　4. 電流表要串聯(lián)在電路中使用。電流表本身內(nèi)阻非常小，所以**不允許不通過任何用電器而直接把電流表接在電源兩極，這樣，會(huì)使通過電流表的電流過大，燒毀電流表。

　　5. 電壓表，又叫伏特表。用來測電路中電壓的大小，電壓表也有三個(gè)接線柱，一個(gè)負(fù)接線柱，兩個(gè)正接線柱。學(xué)生用電壓表一般正接線柱有3V，15V兩個(gè)，測量時(shí)根據(jù)電壓大小選擇量程為“15V”時(shí),刻度盤上的每個(gè)大格表示5Ⅴ，每個(gè)小格表示0.5V(即*小分度值是0.5Ⅴ);量程為“3Ⅴ”時(shí),刻度盤上的每個(gè)大格表示lV，每個(gè)小格表示0.lV(即*小分度值是0.lⅤ)。

　　6. 電壓表要并聯(lián)在電路中使用，和哪個(gè)用電器并聯(lián)，就測哪個(gè)用電器兩端電壓;和電流表不同的是，電壓表可以不通過任何用電器直接接在電源兩極上，這時(shí)，測量的是電源電壓。

　　電流表和電壓表的使用步驟基本相同，都分為調(diào)、選、連、讀四步：

　　1. 調(diào)——使用前先將表的指針調(diào)到“零刻度”的位置。

　　2. 選——根據(jù)電路的實(shí)際情況選用合適的量程。在不知實(shí)際電流或電壓的情況下，可采用“試觸”的方法判斷是否超過量程，注意，試觸時(shí)要接在大量程的接線柱上，并且試觸時(shí)動(dòng)作迅速。

　　3. 連——按照電流表和電壓表的各自連接方法將表正確連入電路，同時(shí)注意表的正、負(fù)接線柱與電流流向的關(guān)系，必須保證，電流從表的正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出。

　　4. 讀——正確讀出表指針?biāo)镜臄?shù)值，讀數(shù)時(shí)一定要注意選用的量程及其對(duì)應(yīng)的*小刻度值.

電壓表原理圖

電壓表PCB

電壓表3D圖

電壓表程序

#include "reg52.h" //此文件中定義了單片機(jī)的一些特殊功能寄存器
#include"XPT2046.h"
typedef unsigned int u16; //對(duì)數(shù)據(jù)類型進(jìn)行聲明定義
typedef unsigned char u8;
sbit LSA=P2^2;
sbit LSB=P2^3;
sbit LSC=P2^4;
u8 disp[4];
u8 code smgduan[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
/*******************************************************************************
* 函數(shù) 名 : delay
* 函數(shù)功能 : 延時(shí)函數(shù)，i=1時(shí)，大約延時(shí)10us
*******************************************************************************/
void delay(u16 i)
{
while(i--);
}
/*******************************************************************************
* 函數(shù)名 :datapros()
* 函數(shù)功能 :數(shù)據(jù)處理函數(shù)
* 輸入 : 無
* 輸出 : 無
*******************************************************************************/
void datapros()
{
u16 temp;
static u8 i;
if(i==50)
{
i=0;
temp = Read_AD_Data(0x94); // AIN0 電位器
}
i++;
disp[0]=smgduan[temp/1000];//千位
disp[1]=smgduan[temp%1000/100];//百位
disp[2]=smgduan[temp%1000%100/10];//個(gè)位
disp[3]=smgduan[temp%1000%100%10];
}
/*******************************************************************************
* 函數(shù)名 :DigDisplay()
* 函數(shù)功能 :數(shù)碼管顯示函數(shù)
* 輸入 : 無
* 輸出 : 無
*******************************************************************************/
void DigDisplay()
{
u8 i;
for(i=0;i<4;i++)
{
switch(i) //位選，選擇點(diǎn)亮的數(shù)碼管，
{
case(0):
LSA=0;LSB=0;LSC=0; break;//顯示第0位
case(1):
LSA=1;LSB=0;LSC=0; break;//顯示第1位
case(2):
LSA=0;LSB=1;LSC=0; break;//顯示第2位
case(3):
LSA=1;LSB=1;LSC=0; break;//顯示第3位
}
P0=disp[i];//發(fā)送數(shù)據(jù)
delay(100); //間隔一段時(shí)間掃描
P0=0x00;//消隱
}
}
/*******************************************************************************
* 函數(shù) 名 : main
* 函數(shù)功能 : 主函數(shù)
* 輸入 : 無
* 輸出 : 無
*******************************************************************************/
void main()
{
while(1)
{
datapros(); //數(shù)據(jù)處理函數(shù)
DigDisplay();//數(shù)碼管顯示函數(shù)
}
}

復(fù)制代碼

ID:1 · 發(fā)表于 2019-3-16 17:39

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