[发明专利]一种数字式直流钳形表的零点调节方法及电路

说明书

本发明涉及一种数字式直流钳形表的零点调节方法，所述数字式直流钳形表包括霍尔传感器、差分放大电路、控制器MCU、零点按键和显示屏LCD；所述零点调节方法包括以下步骤：步骤一、启动数字式直流钳形表进行调零测试，当显示屏LCD在空载测量时显示值不为零时，按下调零按键进行调零；步骤二、触发调零按键后，控制器MCU读取零点数值和极性，并输出一个持续增大、极性相反的信号至差分放大电路的输入端，使差分放大电路输出的数值变小，直到控制器MCU读取的零点数值为零；步骤三、当读取到零点数值为零时，控制器MCU记录此时的输出数值并保存输出，停止调零动作，完成调零。

技术领域

本发明属于电子测量技术领域，具体涉及一种数字式直流钳形表的零点调节方法及电路。

背景技术

数字式直流钳形表是利用霍尔传感器的磁电转换特性实现对直流电压进行测量的一种仪表；当被测（原边）导线经过电压传感器时，被测电压I会产生磁力线，原边磁力线集中在CT气隙周围，内置在磁芯气隙中的霍尔电片可产生和原边磁力线成正比的，大小仅为几毫伏的感应电压，通过后续电子电路把这个微小的信号放大并转换为相应数字，就可以测量出通电导线电压I的值。然而，霍尔元件和电子电路中运算放大器存在着偏移电压，使得当被测电压I为零时，运算放大器输出仍有一个微小电压。而且霍尔器件的特性使得其周边环境温度变化时，偏移电压也会产生变化。

因此，在使用霍尔传感器的数字式直流钳形表均需要对测量零点进行处理的方法和电路；然而，传统调零方法有2种：

一种是采用硬件调零方式，如图1，由VR1、R5、R4、R6组成零点调节电路，VR1接正负电源，滑道端取得一定电压，经R5\R6分压后，经R4输入差分放大器A调节Vo数值。由于滑道端可以取得正负电压，因此调节Vo为0。图1利用调节电位器对放大器零点进行调节，电位器旋钮设置于仪器外部，缺点：1、使用过程中易受仪表操作震动影响使零点偏移，造成读数误差，使用麻烦；2、霍尔器件一致性较差，零点调节范围需保持一定范围，生产时必须根据不同霍尔在仪器内部预调节，批量生产比较不易，效率低下。

另一种是采用软件件调零方式，如图2，是采用软件调零方式，由MCU直接读取零点数值并保存，应用MCU的运算功能，将测量后的放大器输出数值的读数直接扣除零点数值，即为电压数值，这种采用相对值测量的方法简单。但是采用相对值测量的方法，由于存在零点电压的输入有时会严重影响MCU测量范围，这个零点电压只能限定在很小范围内使用。因此其内部仍然需要有调零电路，使放大器的输出零点能在MCU测量范围内。与上一种比较，调零器件为仪器内部可变电阻，不易受仪器操作影响。所以其硬件电路在生产时仍然存在对零点进行预修正的操作，而且测量范围会受到零点操作的影响。例如FS9721测量的电压范围为±400mV, 输入Vo超过±400mV范围就无法测试，LCD显示”OL”(溢出),因此如果Vo不回零值为20mV时，仪器测量电压转换为电压最大只有380mV，使仪器测量范围变小。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种数字式直流钳形表的零点调节方法和调节电路，克服传统数字式直流钳形表的零点调节在使用和生产中操作的缺点，无需使用电位器进行调节，也不影响测量范围。

本发明的技术方案如下：

技术方案一：

一种数字式直流钳形表的零点调节方法，所述数字式直流钳形表包括霍尔传感器、差分放大电路、控制器MCU、零点按键和显示屏LCD；所述霍尔传感器产生测量电压并输入至所述差分放大电路的输入端，所述差分放大电路的输出端连接所述控制器MCU，所述零点按键连接所述控制器MCU，所述显示屏LCD连接所述控制器MCU；所述零点调节方法包括以下步骤：

步骤一、启动数字式直流钳形表进行调零测试，当显示屏LCD在空载测量时显示值不为零时，按下零点按键进行调零；