一种用于电表的磁场大小检测电路的制作方法

1.本实用新型涉及磁场检测技术领域，具体是一种用于电表的磁场大小检测电路。


背景技术：

2.近年来，随着智能电表的运用越加广泛，智能电表技术的不断发展，使其成为计量工具中不可缺少的一部分，但由于生活中存在较多的电磁场干扰，如果电表芯片的布局不合理，开关电源质量不合格，晶振稳定性差，都会影响电表与电磁场的兼容性，从而影响电能表的正常工作和准确计量，因此对电表进行磁场检测是十分有必要的，但是目前用于电表的磁场大小检测电路复杂、体积大、成本高、检测不准确，并且抗干扰强度低，用于电表的磁场大小检测电路有待提高。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例提供一种用于电表的磁场大小检测电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.依据本实用新型实施例的第一方面，提供一种用于电表的磁场大小检测电路，该用于电表的磁场大小检测电路包括：信号采样模块，信号处理模块，主控制模块，通信模块；
5.所述信号采样模块，用于对磁场检测传感器输出的感应电动势进行采样；
6.所述信号处理模块，用于将所述信号采样模块输出的感应电动势进行精密放大，用于将磁场检测传感器输出的交流信号转换为取绝对值的直流有效值信号；
7.所述主控制模块，用于接收所述信号处理模块输出的直流有效值信号，用于将接收的直流有效值信号传输给显示模块和通信模块；
8.所述通信模块，用于接收所述主控制模块传输的直流有效值信号并与工作人员进行无线通信。
9.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型用于电表的磁场大小检测电路对磁场传感器进行抗干扰处理，并对磁场传感器检测的感应电动势进行精密放大与全波整流，增强信号的精度，电路低功耗，低噪音，看干扰能力强，并可实现实时通信功能。
附图说明
10.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
11.图1为本实用新型实例提供的用于电表的磁场大小检测电路的原理方框示意图。
12.图2为本实用新型实例提供的用于电表的磁场大小检测电路图。
13.图3为本实用新型实例提供的通信模块电路图。
具体实施方式
14.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
15.参见图1，本实用新型实施例提供一种用于电表的磁场大小检测电路，该用于电表的磁场大小检测电路包括：信号采样模块1，信号处理模块2，主控制模块3，通信模块4、显示模块5；
16.具体地，信号采样模块1，用于对磁场检测传感器输出的感应电动势进行采样；
17.信号处理模块2，用于将所述信号采样模块1输出的感应电动势进行精密放大，用于将磁场检测传感器输出的交流信号转换为取绝对值的直流有效值信号；所述信号处理模块 2的第一端连接信号采集模块的第二端；
18.主控制模块3，用于接收所述信号处理模块2输出的直流有效值信号，用于将接收的直流有效值信号传输给显示模块5和通信模块4；所述主控制模块3的第一端连接信号处理模块2的第二端；
19.通信模块4，用于接收所述主控制模块3传输的直流有效值信号并与工作人员进行无线通信；所述通信模块4连接主控制模块3的第二端
20.显示模块5，用于接收所述主控制模块3传输的直流有效值信号并显示磁场波形；所述显示模块5的输入端连接所述主控制模块3的第三端。
21.在具体实施例中，上述信号采样模块1中磁场的测量方法有电磁感应法、霍尔效应法、磁阻效应法等，根据不同的测量方法对电表磁场进行检测，在此选择最基础实用的霍尔效应法原则对电表磁场进行检测；上述信号处理模块2采用运算放大器组成的放大电路对感应电动势进行放大处理；上述主控制模块3单片机或者cpu(central processing unit，中央处理器)有效电压信号进行ad(analog digital，模拟/数字)采样并传输有效电压信号；上述通信模块4可选用rs485通信实现无线通信功能；上述显示模块5采用示波器观测采样的有效电压信号波形，在此不做赘述。
22.实施例2：在实施例1的基础上，请参阅图2和图3，在本实用新型所述的用于电表的磁场大小检测电路的一个具体实施例中，所述信号采样模块1包括磁场传感器u2、第一电阻r1、第一电容c1和第一电源+5v；
23.具体地，磁场传感器u2的第一端连接第一电阻r1的第一端和第一电容c1的第一端，第一电阻r1的第二端连接第一电源+5v，第一电容c1的第二端连接地端和磁场传感器u2 的第二端。
24.进一步地，所述信号处理模块2包括一级放大单元201、二级可调放大单元202和精密全波整流单元203；所述主控制模块3包括第一控制器u1；
25.具体地，一级放大单元201，用于将所述信号采样模块1输出的感应电动势进行一级放大；
26.二级可调放大单元202，用于将所述一级放大单元201输出的信号进行倍数自选放大；
27.精密全波整流单元203，用于对所述二级可调放大单元202输出的信号进行全波整
流取信号的绝对值输出；
28.该一级放大单元201的第一端连接所述信号采样模块1的第二端，一级放大单元201 的第二端通过二级可调放大单元202连接精密全波整流单元203的第一端。
29.进一步地，所述一级放大单元201包括第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4和第一运放a1；
30.具体地，第二电阻r2的第一端连接磁场传感器u2的第三端，第二电阻r2的第二端连接第四电阻r4的第一端和第一运放a1的反相端，第一运放a1的同相端通过第三电阻 r3连接地端，第四电阻r4的第二端连接第一运放a1的输出端。
31.进一步地，所述二级可调放大单元202包括第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第一开关s1、第二开关s2、第三开关s3、电位器rp1和第二运放a2；
32.具体地，第五电阻r5的第一端连接第一运放a1的输出端，第五电阻r5的第二端连接第二运放a2的反相端、第一开关s1的动端、第二开关s2的动端和第三开关s3的动端，第一开关s1的不动端连接第七电阻r7的第一端，第二开关s2的不动端连接第八电阻r8 的第一端，第三开关s3的不动端通过电位器rp1连接电位器rp1的滑片端、第八电阻r8 的第二端、第七电阻r7的第二端和第二运放a2的输出端，第二运放a2的同相端通过第六电阻r6接地。
33.进一步地，所述精密全波整流单元203包括第三运放a3、第四运放a4、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4和第五二极管d5；
34.具体地，第九电阻r9连接第二运放a2的输出端和第四运放a4的同相端，第九电阻 r9的另一端连接第三运放a3的反相端、第二二极管d2的阳极和第十电阻r10，第三运放 a3的输出端连接第二二极管d2的阴极、第十电阻r10的另一端和第三二极管d3的阳极，第三运放a3的同相端接地，第四运放a4的反相端连接第四二极管d4的阳极和第十一电阻r11，第四运放a4的输出端连接第五二极管d5的阳极、第四二极管d4的阴极和第十一电阻r11的另一端，第五二极管d5的阴极连接第三二极管d3的阴极和第一控制器u1的 ad端。
35.进一步地，所述通信模块4包括电平转换器u3、第一电容c1、第二电源+12v和通信接口u4；
36.具体地，电平转换器u3的第一端、第二端、第三端和第四端分别连接第一控制器u1 的io口，电平转换器u3的五端连接第二电源+12v和第一电容c1的第一端，第一电容c1 的第二端连接地和电平转换器u3的第六端，电平转换器u3的第七端和第八端分别连接通信接口u4。
37.在具体实施例中，上述磁场传感器u2可选用具有很高线性度的霍尔传感器ss495；上述第一电容c1的容量在1uf
‑
10uf，为了减小高频信号对磁场传感器u2的干扰；上述第一运放a1、第二运放a2、第三运放a3和第四运放a4选用ada4522运算放大器，它具有零漂移、低功耗、低噪声的特点，很好的对感应电动势进行放大和整流处理；上述紧密全波整流单元中的第九电阻r9的阻值等于第十电阻r10；上述第一控制器u1可选用at mega48 单片机；上述电平转换器u3可选用max485完成ttl/rs485通信电平的转换。
38.在本实用新型实施例中，信号采集模块通过磁场传感器u2对电表磁场进行检测，信号处理模块2接收信号采集模块输出的感应电动势，经过一级放大、二级放大和精密全桥整流将交变信号输出直流有效值信号，传输给第一控制器u1进行ad采样，最终第一控制器
u1将直流有效值信号通过显示模块5进行波形显示，通过通信模块4的rs485芯片进行无线通信与数据交互，其中，在信号处理模块2中，通过一级放大单元201对感应电动势进行初步放大处理，再通过二次可调放大单元选择合适的放大倍数进一步放大信号，再经过精密全桥整流单元对输入的信号进行取绝对值处理。
39.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
40.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。