一种仪表量程自动切换方法与流程

1.本公开涉及测量仪表技术领域，尤其涉及一种仪表量程自动切换方法。


背景技术：

2.在电流测量仪表中，往往由于需要测量的电流信号较宽，为了提高在整个量程范围内的测量精度，需要分段进行测量，或使用较高分辨率的ad转换器。
3.在使用高分辨率的ad转换器时，成本较高。当使用电子开关进行量程切换时，不仅成本很高，并且电路设计较复杂，同时半导体电子开关在关闭时也不是完全关闭，也存在微弱的漏电流影响微安甚至更低量级的小电流测量结果。


技术实现要素：

4.本公开的目的是要提供一种仪表量程自动切换方法，可以解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
5.根据本公开的一个方面，提供了一种仪表量程自动切换方法，包括以下步骤，
6.步骤1：接入待测量的电流信号；
7.步骤2：通过采样模块将待测量的电流信号转换成原始信号i1；
8.步骤3：将原始信号i1通过信号放大模块进行放大，得到放大后的信号i1x；
9.步骤4：mcu模块采集原始信号i1和放大后的信号i1x，并对原始信号i1进行测量；
10.步骤5：mcu模块对原始信号i1的测量值进行判断，选择最终进行测量的信号，并进行测量。
11.在一些实施方式中，在步骤2中，采样模块包括电流互感器和采样电阻，待测量的电流信号经过电流互感器和采样电阻转换成原始信号i1。
12.在一些实施方式中，在步骤3中，信号放大模块包括运算放大器，原始信号i1通过运算运算放大器放大，得到放大后的信号i1x。
13.在一些实施方式中，在步骤3中，运算放大器的反相输入端连接有vref参考电压。
14.在一些实施方式中，在步骤5中，mcu模块对原始信号i1的测量值进行判断，选择最终进行测量的信号包括，
15.判断原始信号i1是否在预设的量程范围内，
16.若在预设的量程范围内，则选择放大后的信号i1x为最终进行测量的信号，
17.若不在预设的量程范围内，则选择原始信号i1为最终进行测量的信号。
18.在一些实施方式中，在步骤5中，预设的量程范围为0-50ma。
19.在一些实施方式中，还包括步骤6：将测量结果进行输出和显示。
20.在一些实施方式中，在步骤6中，mcu模块通过usb口将测量结果发送至显示模块进行输出和显示。
21.本公开提供的一种仪表量程自动切换方法，通过对原始信号和放大后的信号进行采集和测量，并根据原始信号选择进行测量的信号，实现测量信号的自动切换，保证了整个
量程的测量精度；电路简单成本低，易于设计和生产；测量时量程的切换对负载设备无影响，适合连续的精确测量，进一步提高测量精度。
22.另外，在本公开技术方案中，凡未作特别说明的，均可通过采用本领域中的常规手段来实现本技术方案。
附图说明
23.为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，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。
24.图1为本公开一实施例提供的一种仪表量程自动切换方法的流程图。
具体实施方式
25.为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
26.实施例：
27.在本实施例中，参考说明书附图1，提供了一种仪表量程自动切换方法，包括以下步骤，
28.步骤1：接入待测量的电流信号；
29.步骤2：通过采样模块将待测量的电流信号转换成原始信号i1；
30.步骤3：将原始信号i1通过信号放大模块进行放大，得到放大后的信号i1x；
31.步骤4：mcu模块采集原始信号i1和放大后的信号i1x，并对原始信号i1进行测量；
32.步骤5：mcu模块对原始信号i1的测量值进行判断，选择最终进行测量的信号，并进行测量。
33.在可选的实施例中，在步骤2中，采样模块包括电流互感器和采样电阻，待测量的电流信号经过电流互感器和采样电阻转换成原始信号i1。由此，要测量的电流信号，经过电流互感器和采样电阻转换成原始信号，记为i1。
34.在可选的实施例中，在步骤3中，信号放大模块包括运算放大器，原始信号i1通过运算运算放大器放大，得到放大后的信号i1x。
35.在可选的实施例中，在步骤3中，运算放大器的反相输入端连接有vref参考电压。
36.在可选的实施例中，在步骤5中，mcu模块对原始信号i1的测量值进行判断，选择最终进行测量的信号包括，
37.判断原始信号i1是否在预设的量程范围内，
38.若在预设的量程范围内，则选择放大后的信号i1x为最终进行测量的信号，
39.若不在预设的量程范围内，则选择原始信号i1为最终进行测量的信号。
40.在可选的实施例中，mcu模块可以是型号为hc32f005的芯片，芯片采集原始信号i1和放大后的信号i1x，并进行测量。根据原始信号i1的测量值是否满足预设的量程范围，确
定使用i1进行测量还是使用i1x进行测量。例如，假设量程自动切换的仪表可测量的电流范围为0-5a，预设0-50ma使用放大后的信号i1x进行测量，则当原始信号i1的测量值小于50ma时，使用放大后的信号i1x进行测量，当原始信号i1的测量值大于50ma时，使用原始信号i1x进行测量。由此，当待测电流值较小时，自动切换使用放大后的信号进行测量保证测量的精确度，使测量结果更加准确，提高整个量程的测量精度。
41.在可选的实施例中，在步骤5中，预设的量程范围为0-50ma。
42.在可选的实施例中，还包括步骤6：将测量结果进行输出和显示。
43.在可选的实施例中，在步骤6中，mcu模块通过usb接口将最终的测量结果发送至显示模块进行输出和显示。
44.在可选的实施例中，在步骤6中，mcu模块可以通过无线通讯模块，将最终的测量结果发送至显示模块进行输出和显示。由此，通过无线传输方式避免了测量现场繁琐的接线与接头的磨损。
45.在可选的实施例中，采样电阻可以采用高精度电阻，进一步提高电流测量的精度。
46.本公开提供的一种仪表量程自动切换方法，通过对原始信号和放大后的信号进行采集和测量，并根据原始信号选择进行测量的信号，实现全量程测量时测量信号的自动切换，保证了整个量程的测量精度；电路简单成本低，易于设计和生产，节约成本；测量时量程的切换对负载设备无影响，适合连续的精确测量，进一步提高测量精度。
47.以上所述仅是本公开的可选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本公开的保护范围。