本發明專利技術公開了一種高精度無線直流電壓監測裝置，包括主控制器與從控制器，主控制器與從控制器通過無線收發電路進行信號交互；所述的主控制器與從控制器均外接時鐘電路，復位電路，以及用于顯示數據發送狀態與監測值的顯示電路；待測的差分電壓經信號變換電路轉換為符合電壓采集電路輸入電壓范圍的電壓信號，電壓采集電路連接主控制器。本發明專利技術通過主控制器與從控制器之間的通信，實現直流電壓的無線監測。主控制器利用信號變換電路拓寬電壓輸入范圍，通過顯示電路直觀顯示主控制器與從控制器的工作狀態和監測電壓。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電子測量領域，具體涉及一種高精度無線直流電壓監測裝置。
技術介紹
市面上大多數電壓監測儀對直流電壓的測量精度低，無法實現無線傳輸功能，其靈活性明顯不夠，而核心器件A/D轉換器的輸入電壓范圍、轉換速度及精度，與其價格有著直接關系，但是介于傳統的A/D轉換器只能輸入單端信號，以及支持輸入差分信號的A/D轉換器價格較高等因素制約著電壓監測儀的性價比。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對上述現有技術中的缺陷，提供一種高精度無線直流電壓監測裝置，能夠實現無線電壓采集，解決電壓采集精度低及性價比較低等問題，且多路電壓采集易擴展。為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案為：包括主控制器與從控制器，主控制器與從控制器通過無線收發電路進行信號交互；所述的主控制器與從控制器均外接時鐘電路，復位電路，以及用于顯示數據發送狀態與監測值的顯示電路；待測的差分電壓經信號變換電路轉換為符合電壓采集電路輸入電壓范圍的電壓信號，電壓采集電路連接主控制器。所述主控制器與從控制器均采用STC89C52單片機。所述顯示電路包括LCD12864圖形液晶顯示屏。所述無線收發電路包括NRF24L01無線收發模塊。所述信號變換電路包括兩級OP07集成運算放大器。所述的電壓采集電路經過TLC2543模數轉換器連接主控制器。與現有技術相比，本專利技術通過主控制器與從控制器之間的通信，實現直流電壓的無線監測。主控制器利用信號變換電路拓寬電壓輸入范圍，通過顯示電路直觀顯示主控制器與從控制器的工作狀態和監測電壓。本專利技術實現對-10V～+10V電壓進行實時監測，精度為0.01V；在開闊地帶，當數據傳輸頻率低于66Kbps時，傳輸距離達1000米，易于擴展為多路測量。進一步的，本專利技術主控制器與從控制器均采用STC89C52單片機，降低了成本。附圖說明圖1本專利技術的結構示意框圖；圖2本專利技術主控制器外圍電路示意圖；圖3本專利技術從控制器外圍電路示意圖；附圖中：1-主控制器；2-從控制器；3-無線收發電路；4-時鐘電路；5-復位電路；6-顯示電路；7-信號變換電路；8-電壓采集電路。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術做進一步的詳細說明。參見圖1，主控制器1電路實現信號的變換與采集、處理、顯示及發送，從控制器2實現數據的接收、分析及顯示。其中，時鐘電路4和復位電路5是單片機系統正常運行的前提；信號變換電路7實現將待測的寬范圍差分電壓轉換為符合電壓采集電路8的輸入電壓范圍；無線收發電路3實現采集數據主從機之間的實時交互；顯示電路6顯示數據的發送狀態和具體監測值；主從機控制器實現采集數據的處理、收發及顯示控制。主從機的硬件設計非常相似，便于PCB布局布線和程序移植。將本實施例的信號變換電路替換為壓力、位移、加速度等采集電路，本方案能夠實現壓力、位移、加速度等的實時監測功能。參見圖2，本實施例的主機電路由U5、U6構成的信號變換電路7，U3構成電壓采集電路8，U1構成的主機控制電路1，U2構成的顯示電路6及U4構成的無線收發電路3組成。其中，U5、U6為集成運算放大器OP07，在信號變換電路中，Vi為采集電壓的輸入端，接電阻R3的一端，R3的輸出端接集成運放U5的2腳，U5的2腳與6腳之間接R6作為反饋電阻，+5V接R4的一端，R4的另一端接U5的2腳，U5的3腳經R5接地，作為匹配電阻。U5的6腳接R7的一端，R7的另一端接U6的2腳，U6的2腳與6腳之間接R9作為反饋電阻，U6的3腳接R8，R8的另一端接地，其中R8為匹配電阻。+12V接電容C6、C7的一端，C6、C7的另一端接地，實現濾波功能，提高+12V電壓的穩定性，-12V接電容C4、C5的一端，C4、C5的另一端接地，實現濾波功能，提高-12V電壓的穩定性，+12V和-12V分別接U5、U6的7腳和4腳，提供集成運放U5、U6正常工作的電壓。U5及外圍器件構成加法電路，實現-10V～10V到0V～-10V的平移，U6及外圍器構成反比例運算放大電路，用來實現電壓的比例轉換，即0V～-10V到0V～5V的轉換。本實施例的電壓采集與控制電路由單片機U1和11通道串行A/D轉換器U3組成，其中U1型號為STC89C52，U3型號為TLC2543。U3的1腳接U6的6腳，利用通道0轉換經U5、U6變換后的電壓，10腳和13腳接地，14腳接參考電壓+5V，15、16、17及18腳分別接U1的6、5、4及3腳，實現U1控制U3的啟動、停止、轉換后數據的讀取及轉換通道的選擇，U3的20腳接+5V，為U3的正常工作提供電壓。U1的9腳為復位端，接按鍵S1、電容C1及電阻R1，S1和C1的另一端接+5V，R1的另一端接地，利用C1的充放電實現上電復位，S1的通斷實現手動復位；U1的18、19腳為時鐘輸入端，分別接石英晶體振蕩器Y1的兩端和電容C2、C3的一端，C2、C3的另一端接地，為U1的正常工作提供穩定的時鐘信號，其中C2、C3為啟振電容；U1的20腳接地，31和40腳接+5V。本實施例主機的顯示電路6由U2組成，其中U2型號為圖形液晶顯示器LCD12864。其2、4、17及19腳接+5V，1、15、20腳接地，3腳接滑動變阻器R2的輸出端，R2的另兩端分別接+5V和地，通過調節R2實現LCD12864對比度的調節，5腳為數據輸入/輸出端接U1的28腳，6腳為時鐘端接U1的27腳，由U1的27腳產生的時鐘信號同步U1的28腳輸入到U2的5腳的數據。該顯示電路6采用LCD12864的串行連接方式節省了U1的輸入/輸出口資源，簡化了硬件設計。本實施例主機的無線收發電路3由U4組成，其中U4的型號為NRF24L01。其1腳接地，2腳接滑動變阻器R10的輸出端，R10的另兩端分別接+5V和地，通過調節滑動變阻器為U4提供+3.3V的工作電壓；U4的3、4、5、6、7及8腳分別接U1的26、21、25、22、24及23腳，實現通過U1控制U4，完成數據的發送。參見圖3，本實施例的從機電路由實現控制功能的U1、實現顯示功能的U2及實現無線收發功能的U3組成。本實施例從機的控制電路為單片機系統，其U1的型號為STC89C52，U1的9腳為復位端，接按鍵S1、電容C1及電阻R1，S1和C1的另一端接+5V，R1的另一端接地，利用C1的充放電實現上電復位，S1的通斷實現手動復位；U1的18、19腳為時鐘輸入端，分別接石英晶體振蕩器Y1的兩端和電容C2、C3的一端，C2、C3的另一端接地，為U1的正常工作提供本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種高精度無線直流電壓監測裝置，其特征在于：包括主控制器(1)與從控制器(2)，主控制器(1)與從控制器(2)通過無線收發電路(3)進行信號交互；所述的主控制器(1)與從控制器(2)均外接時鐘電路(4)，復位電路(5)，以及用于顯示數據發送狀態與監測值的顯示電路(6)；待測的差分電壓經信號變換電路(7)轉換為符合電壓采集電路(8)輸入電壓范圍的電壓信號，電壓采集電路(8)連接主控制器(1)。
【技術特征摘要】
1.一種高精度無線直流電壓監測裝置，其特征在于：包括主控制器(1)與從控制器(2)，
主控制器(1)與從控制器(2)通過無線收發電路(3)進行信號交互；
所述的主控制器(1)與從控制器(2)均外接時鐘電路(4)，復位電路(5)，以及用于
顯示數據發送狀態與監測值的顯示電路(6)；待測的差分電壓經信號變換電路(7)轉換為符
合電壓采集電路(8)輸入電壓范圍的電壓信號，電壓采集電路(8)連接主控制器(1)。
2.根據權利要求1所述的高精度無線直流電壓監測裝置，其特征在于：所述主控制器(1)
與從控制器(2)均采用STC89C52單...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙鵬，桂彩云，
申請(專利權)人：榆林學院，
類型：發明
國別省市：陜西;61
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