本实用新型涉及电路测量技术领域，尤其是一种新型电路测量系统。
背景技术：
目前市面上的电路电能测量系统比较简单，一般是单单通过电能互感器进行数据采集，并通过计算直接输出。这种方式是无法避免因为环境中温度、湿度、气压变化带来的测量误差。
技术实现要素：
本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种新型电路测量系统。通过环境监测模组对测量电路的工作环境进行监测，数据计算补偿模组接收数据处理模组和环境监测模组的采集数据并进行整合，补偿工作环境引起的误差，最终得到测量电路的各处电流、电压和功率的准确数据。
本实用新型的技术方案如下：
一种新型电路测量系统包括电源模组、数据处理模组、环境监测模组、通讯传输模组和显示模组以及与电源模组相连的开关控制电路、数据采集模组、数据计算补偿模组；数据采集模组、数据处理模组和数据计算补偿模组依次相连，数据计算补偿模组分别与开关控制电路、环境监测模组、通讯传输模组和显示模组相连，各个开关控制电路还分别连接数据处理模组、环境监测模组、通讯传输模组和显示模组；
数据采集模组用于采集测量电路的电量并传输给数据处理模组进行处理；环境监测模组包括温度监测模组、湿度监测模组和空气压强监测模组，分别对测量电路的温度、湿度和空气压力进行监测；数据计算补偿模组接收数据处理模组和环境监测模组的采集数据并进行整合，通过通讯传输模组传输至外部终端进行展示，和/或通过显示模组进行本地展示。
其进一步的技术方案为，数据处理模组、环境监测模组、通讯传输模组和显示模组各自对应一个开关控制电路，开关控制电路包括mos管和三极管，mos管的栅极连接三极管的集电极，mos管的源极连接电源模组，mos管的漏极作为供电端连接数据处理模组、环境监测模组、通讯传输模组或显示模组，三极管的基极通过第一电阻连接数据计算补偿模组，三极管的发射极接地，第二电阻的第一端连接mos管和三极管的公共端，第二电阻的第二端连接mos管和电源模组的公共端；
数据计算补偿模组通过开关控制电路分别对数据处理模组、环境监测模组、通讯传输模组和显示模组进行供电控制。
其进一步的技术方案为，温度监测模组包括热敏电阻和分压电阻，热敏电阻的第一端连接分压电阻的第一端，热敏电阻的第一端还通过第六电阻连接开关控制电路，热敏电阻的第二端和分压电阻的第二端接地，热敏电阻和分压电阻的公共第一端连接数据计算补偿模组。
其进一步的技术方案为，湿度监测模组包括电容式传感器和时基集成电路芯片，电容式传感器用于采集湿度，电容式传感器的第一端接地，电容式传感器的第二端通过第七电阻连接时基集成电路芯片的放电端，电容式传感器的第二端还分别连接时基集成电路芯片的阈值输入端和触发端，电容式传感器的第二端还通过第七电阻、第八电阻连接开关控制电路，时基集成电路芯片的输出端通过第九电阻连接数据计算补偿模组。
其进一步的技术方案为，空气压强监测模组包括气压传感器，气压传感器的选择通信端、串行输入端、串行时钟端分别通过电阻连接开关控制电路，气压传感器的串行输出端连接数据计算补偿模组。
其进一步的技术方案为，数据采集模组包括电流互感器和电压互感器，分别用于采集测量电路的三相电流和三相电压，电流互感器的输入端连接测量电路，电流互感器其中一相的正输出端分别连接第三电阻的第一端、第四电阻的第一端以及第一电容的第一端，电流互感器其中一相的负输出端分别连接第三电阻的第二端、第五电阻的第一端，第五电阻的第二端连接第四电阻的第二端，第四电阻和第五电阻的公共端接地，第一电容的第二端作为输出端输出转换后的相电压，并连接数据处理模组。
其进一步的技术方案为，显示模组包括led指示灯组和lcd显示屏；第一led指示灯为电源指示灯，第二led指示灯为系统运行指示灯，第三led指示灯为告警指示灯，告警状态包括测量电路处于欠压、缺相和错相状态，第四led指示灯为故障指示灯，故障状态包括测量电路处于过流、过压状态，第五led指示灯为有功指示灯，第六led指示灯为信号通讯指示灯；
lcd显示屏用于显示数据计算补偿模组传输的三相电流、电压、功率以及告警状态、故障状态。
其进一步的技术方案为，数据处理模组基于rn7302数据计量芯片实现，数据计算补偿模组基于stm32l431芯片实现，电流互感器基于bnwkl型号实现，电压互感器基于tr31140c型号实现，热敏电阻基于5d-11型号实现，电容式传感器基于hs1101型号实现，时基集成电路芯片基于ne555d芯片实现，气压传感器基于bmp280型号实现，lcd显示屏基于lcm1602k-fsw-fbw型号实现，通讯传输模组包括rs485通讯接口和rs232通讯接口，基于sp3485en-l/tr芯片和sp3232een-l/tr芯片实现。
本实用新型的有益技术效果是：
本申请通过设置环境监测模组分别对测量电路的温度、湿度和空气压力进行监测，数据计算补偿模组接收数据处理模组和环境监测模组的采集数据并进行整合，将由工作环境引起的误差进行数据补偿，可以更加精确的得到测量电路的各处电流、电压和功率的情况，并通过通讯传输模组传输至外部终端进行展示，和/或通过显示模组进行本地展示；数据计算补偿模组通过开关控制电路分别对数据处理模组、环境监测模组、通讯传输模组和显示模组进行供电控制，当器件需要工作时才开启，避免资源浪费，并且减轻了数据计算补偿模组的负担，保证了新型电路测量系统的稳定运行；采用双通讯接口使系统具有更多的协议与外部终端进行连接，能够更好的适应不同外部终端环境。
附图说明
图1是本申请提供的新型电路测量系统的原理框图。
图2是本申请提供的数据采集模组的电流采集电路的电路图。
图3是本申请提供的数据处理模组的部分电路图。
图4是本申请提供的数据计算补偿模组的芯片引脚图。
图5是本申请提供的开关控制电路的电路图。
图6是本申请提供的温度监测模组的电路图。
图7是本申请提供的湿度监测模组的电路图。
图8是本申请提供的空气压强监测模组的电路图。
图9是本申请提供的led指示灯组的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。
本申请提供了一种新型电路测量系统，其系统原理框图如图1所示，该系统包括电源模组、数据处理模组、环境监测模组、通讯传输模组和显示模组以及与电源模组相连的开关控制电路1、数据采集模组、数据计算补偿模组。数据采集模组、数据处理模组和数据计算补偿模组依次相连，数据计算补偿模组分别与开关控制电路1、环境监测模组、通讯传输模组和显示模组相连，各个开关控制电路1还分别连接数据处理模组、环境监测模组、通讯传输模组和显示模组(图1仅示意了两个开关控制电路1)。
数据采集模组用于采集测量电路的电量并传输给数据处理模组进行处理，在本申请中，测量电路为低压线路。数据采集模组包括电流互感器和电压互感器，分别用于采集测量电路的三相电流和三相电压，其中电流互感器基于bnwkl型号实现，电压互感器基于tr31140c型号实现。基于电流互感器的电流采集电路的电路图如图2所示，具体的，电流互感器(图中未示出)的输入端连接测量电路，电流互感器其中一相的正输出端ia 分别连接第三电阻r3的第一端、第四电阻r4的第一端以及第一电容c1的第一端，电流互感器其中一相的负输出端ia-分别连接第三电阻r3的第二端、第五电阻r5的第一端，第五电阻r5的第二端连接第四电阻r4的第二端，第四电阻r4和第五电阻r5的公共端接地，第一电容c1的第二端作为输出端输出转换后的相电压u1_a，并连接数据处理模组。电流采集电路对测量电路的交流信号量进行采集，通过第三电阻r3将交流电流量转化为变动电压量。电流互感器其他两相的电流采集电路原理相同，在此不再赘述。
数据处理模组基于rn7302数据计量芯片实现，其部分电路图如图3所示，数据处理模组将数据采集模组采集到的三相电流、电压进行数据处理并传输给数据计算补偿模组。本申请的数据计算补偿模组基于stm32l431芯片实现，其芯片引脚图如图4所示，数据计算补偿模组接收数据处理模组和环境监测模组的采集数据并进行整合，将由工作环境引起的误差进行数据补偿，可以更加精确的得到测量电路的各处电流、电压和功率的情况，并通过通讯传输模组传输至外部终端进行展示，和/或通过显示模组进行展示。数据计算补偿模组通过收集低压线路运行时的电流、电压、相角信息，计算出低压线路的有功、无功功率等数据。数据计算补偿模组还通过开关控制电路1分别对数据处理模组、环境监测模组、通讯传输模组和显示模组进行供电控制。
数据处理模组、环境监测模组、通讯传输模组和显示模组各自对应一个开关控制电路1，开关控制电路1包括mos管q1和三极管q2，其电路图如图5所示，图5为环境监测模组对应的三个开关控制电路1。具体的，mos管q1的栅极连接三极管q2的集电极，mos管q1的源极连接电源模组，电源模组提供工作电压vcc，mos管的漏极作为供电端连接数据处理模组、环境监测模组、通讯传输模组或显示模组，在图5中，mos管q1的漏极作为供电端sensor_vcc1连接温度监测模组，三极管q2的基极作为使能端sensor_en1通过第一电阻r1连接数据计算补偿模组，三极管q2的发射极接地，第二电阻r2的第一端连接mos管q1和三极管q2的公共端，第二电阻r2的第二端连接mos管q1和电源模组的公共端。在模组处于工作状态时，数据计算补偿模组向使能端sensor_en1输出高电平使得三极管q2导通进而mos管q1也导通，工作电压vcc经mos管q1后向数据处理模组、环境监测模组、通讯传输模组和显示模组提供电能，则各个模组得电工作。当模组处于非工作状态时，数据计算补偿模组通过向使能端sensor_en输出低电平来关断mos管q1，从而使得无需工作的模组停止工作，避免资源浪费，并且减轻了数据计算补偿模组的负担，保证了新型电路测量系统的稳定运行。其余两个湿度监测模组和空气压强监测模组的开关控制电路1的电路原理相同，在此不进行赘述。
环境监测模组包括温度监测模组、湿度监测模组和空气压强监测模组，分别对测量电路的温度、湿度和空气压力进行监测。温度监测模组包括热敏电阻r10和分压电阻r11，其中热敏电阻r10基于5d-11型号实现。温度监测模组的电路图如图6所示，热敏电阻r10的第一端连接分压电阻r11的第一端，热敏电阻r10的第一端还通过第六电阻r6连接开关控制电路1(也即开关控制电路1的供电端)，热敏电阻r10的第二端和分压电阻r11的第二端接地，热敏电阻r10和分压电阻r11的公共第一端连接数据计算补偿模组。热敏电阻r10通过不同温度的变化得到不同的阻值，经过分压电阻r11得到不同的电压，数据计算补偿模组从而推导出不同的温度数据。
湿度监测模组包括电容式传感器u1和时基集成电路芯片u2，其中电容式传感器u1基于hs1101型号实现，时基集成电路芯片u2基于ne555d芯片实现，电容式传感器u1用于采集湿度数据。湿度监测模组的电路图如图7所示，电容式传感器u1的第一端接地，电容式传感器u1的第二端通过第七电阻r7连接时基集成电路芯片u2的放电端7引脚，电容式传感器u1的第二端还分别连接时基集成电路芯片u2的阈值输入端6引脚和触发端2引脚，电容式传感器u1的第二端还通过第七电阻r7、第八电阻r8连接开关控制电路1(也即开关控制电路1的供电端)，时基集成电路芯片u2的输出端3引脚通过第九电阻r9连接数据计算补偿模组。时基集成电路芯片u2将电容式传感器u1采集的电压转化为与之成反比的电压频率信号，将电压频率信号传输给数据计算补偿模组。
空气压强监测模组包括气压传感器u3，其中气压传感器基于bmp280型号实现，其电路图如图8所示，气压传感器u3的选择通信端2引脚、串行输入端3引脚、串行时钟端4引脚分别通过电阻连接开关控制电路1(也即开关控制电路1的供电端)，气压传感器u3的串行输出端5引脚连接数据计算补偿模组。气压传感器u3检测测量电路周围压强并将其转化成电压信号输入到数据计算补偿模组中，经过数据计算补偿模组的数据调试得出压力数据。
显示模组包括led指示灯组和lcd显示屏。led指示灯组的电路图如图9所示，第一led指示灯为电源指示灯，第二led指示灯为系统运行指示灯，第三led指示灯为告警指示灯，告警状态包括测量电路处于欠压、缺相和错相状态，第四led指示灯为故障指示灯，故障状态包括测量电路处于过流、过压状态，第五led指示灯为有功指示灯，第六led指示灯为信号通讯指示灯。通过告警指示灯、故障指示灯和有功指示灯实现系统的遥信状态提示。
lcd显示屏基于lcm1602k-fsw-fbw型号实现，lcd显示屏用于显示数据计算补偿模组传输的三相电流、电压、功率以及告警状态、故障状态。本申请的lcd显示屏还具有遥测数据显示的功能。
本申请的通讯传输模组包括rs485通讯接口和rs232通讯接口，基于sp3485en-l/tr芯片和sp3232een-l/tr芯片实现。采用双通讯接口使系统具有更多的协议与外部终端进行连接，能够更好的适应不同外部终端环境。
以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种新型电路测量系统，其特征在于，所述新型电路测量系统包括电源模组、数据处理模组、环境监测模组、通讯传输模组和显示模组以及与所述电源模组相连的开关控制电路、数据采集模组、数据计算补偿模组；所述数据采集模组、数据处理模组和数据计算补偿模组依次相连，所述数据计算补偿模组分别与所述开关控制电路、所述环境监测模组、通讯传输模组和显示模组相连，各个所述开关控制电路还分别连接所述数据处理模组、环境监测模组、通讯传输模组和显示模组；
所述数据采集模组用于采集测量电路的电量并传输给所述数据处理模组进行处理；所述环境监测模组包括温度监测模组、湿度监测模组和空气压强监测模组，分别对所述测量电路的温度、湿度和空气压力进行监测；所述数据计算补偿模组接收所述数据处理模组和所述环境监测模组的采集数据并进行整合，通过所述通讯传输模组传输至外部终端进行展示，和/或通过所述显示模组进行本地展示。
2.根据权利要求1所述的新型电路测量系统，其特征在于，所述数据处理模组、环境监测模组、通讯传输模组和显示模组各自对应一个所述开关控制电路，所述开关控制电路包括mos管和三极管，所述mos管的栅极连接所述三极管的集电极，所述mos管的源极连接所述电源模组，所述mos管的漏极作为供电端连接所述数据处理模组、环境监测模组、通讯传输模组或显示模组，所述三极管的基极通过第一电阻连接所述数据计算补偿模组，所述三极管的发射极接地，第二电阻的第一端连接所述mos管和三极管的公共端，第二电阻的第二端连接所述mos管和电源模组的公共端；
所述数据计算补偿模组通过所述开关控制电路分别对所述数据处理模组、环境监测模组、通讯传输模组和显示模组进行供电控制。
3.根据权利要求1或2所述的新型电路测量系统，其特征在于，所述温度监测模组包括热敏电阻和分压电阻，所述热敏电阻的第一端连接所述分压电阻的第一端，所述热敏电阻的第一端还通过第六电阻连接所述开关控制电路，所述热敏电阻的第二端和所述分压电阻的第二端接地，所述热敏电阻和分压电阻的公共第一端连接所述数据计算补偿模组。
4.根据权利要求1或2所述的新型电路测量系统，其特征在于，所述湿度监测模组包括电容式传感器和时基集成电路芯片，所述电容式传感器用于采集湿度，所述电容式传感器的第一端接地，所述电容式传感器的第二端通过第七电阻连接所述时基集成电路芯片的放电端，所述电容式传感器的第二端还分别连接所述时基集成电路芯片的阈值输入端和触发端，所述电容式传感器的第二端还通过所述第七电阻、第八电阻连接所述开关控制电路，所述时基集成电路芯片的输出端通过第九电阻连接所述数据计算补偿模组。
5.根据权利要求1或2所述的新型电路测量系统，其特征在于，所述空气压强监测模组包括气压传感器，所述气压传感器的选择通信端、串行输入端、串行时钟端分别通过电阻连接所述开关控制电路，所述气压传感器的串行输出端连接所述数据计算补偿模组。
6.根据权利要求1所述的新型电路测量系统，其特征在于，所述数据采集模组包括电流互感器和电压互感器，分别用于采集所述测量电路的三相电流和三相电压，所述电流互感器的输入端连接所述测量电路，所述电流互感器其中一相的正输出端分别连接第三电阻的第一端、第四电阻的第一端以及第一电容的第一端，所述电流互感器其中一相的负输出端分别连接所述第三电阻的第二端、第五电阻的第一端，所述第五电阻的第二端连接所述第四电阻的第二端，所述第四电阻和第五电阻的公共端接地，所述第一电容的第二端作为输出端输出转换后的相电压，并连接所述数据处理模组。
7.根据权利要求1所述的新型电路测量系统，其特征在于，所述显示模组包括led指示灯组和lcd显示屏；第一led指示灯为电源指示灯，第二led指示灯为系统运行指示灯，第三led指示灯为告警指示灯，告警状态包括所述测量电路处于欠压、缺相和错相状态，第四led指示灯为故障指示灯，故障状态包括所述测量电路处于过流、过压状态，第五led指示灯为有功指示灯，第六led指示灯为信号通讯指示灯；
所述lcd显示屏用于显示所述数据计算补偿模组传输的三相电流、电压、功率以及所述告警状态、故障状态。
8.根据权利要求6所述的新型电路测量系统，其特征在于，所述数据处理模组基于rn7302数据计量芯片实现，所述数据计算补偿模组基于stm32l431芯片实现，所述电流互感器基于bnwkl型号实现，所述电压互感器基于tr31140c型号实现，所述通讯传输模组包括rs485通讯接口和rs232通讯接口，基于sp3485en-l/tr芯片和sp3232een-l/tr芯片实现。
技术总结