一种电流电压表的制作方法

1.本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种电流电压表。


背景技术：

2.电流电压表是一种用于对待测部件的电流值和/或电压值进行测量的仪器，可用于测量终端设备的主板以及各种电子元器件的性能。
3.电流电压表测量的原理为：将电流通入待测部件，从而通过测量组件在所形成的回路中测量待测部件的电流值和/或电压值。现有技术中，通入电流电压表的电流分为两方面的用途：1、用于驱动测量组件工作；2、用于输入待测部件以使得测量组件能够对待测部件进行测量。由于测量组件本身会有功率损耗，造成电流电压表中的电流不纯粹用于输入待测部件，这使得电流电压表的测量出现误判。例如，出现波动的电流时，不清楚到底是测量组件发生漏电，还是待测部件本身的电流变化。
4.因此，现在技术中存在的上述问题还有待于解决。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的是提出一种电流电压表，旨在解决电流电压表的测量组件存在功率损耗，导致测量不准确的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提出的电流电压表,包括检测电路和供电电路，其中：该检测电路包括第一输入接口和第一输出接口，该第一输入接口用于与第一电源连接，该第一输出接口用于与待测部件连接形成回路；该供电电路包括第二输入接口和测量组件，该第二输入接口用于与第二电源连接以向该测量组件供电，该测量组件用于根据该检测电路测量待测部件的电流值和/或电压值；该第一电源和该第二电源为不同电源，该检测电路和该测量组件的接地端互相隔离。
7.优选地，该第一输入接口和该第二输入接口中的至少一个与第一供电隔离模块连接，该第一供电隔离模块用于隔离该检测电路和该测量组件的接地端以实现供电隔离。
8.优选地，该第二输入接口与该第一供电隔离模块连接，其中：该第二输入接口连接该第一供电模块的第一线圈；该测量组件连接该第一供电模块的第二线圈；当该第二输入接口与该第二电源连接时，该第一线圈与该第二线圈电磁感应。
9.优选地，该测量组件与该第一供电隔离模块之间设置有降压单元，该降压单元用于防止该测量组件向该第一供电隔离模块反向输入电流。
10.优选地，该供电电路还包括数据模块和第二输出接口，该数据模块用于通过该第二输出接口与待测部件连接并发送通信数据，以使待测部件根据该通信数据接通与该检测电路的回路。
11.优选地，该供电电路还包括第二供电隔离模块，该数据模块和该测量组件中的至少一个与该第二供电隔离模块连接以实现接地端之间的隔离。
12.优选地，该第一输出接口和该第二输出接口集成于同一外接接口内。
13.优选地，该电流电压表还包括usb接口，该第一输出接口设置为该usb接口的一部分引脚，该第二输出接口设置为该usb接口的另一部分引脚。
14.优选地，该数据模块包括数据扩展卡和插座，该插座与该供电电路连接，该数据扩展卡用于存储该通信数据，该数据扩展卡可拆卸地插入该插座中。
15.优选地，该电流电压表还包括机械组件，该测量组件包括主板和显示屏，其中：该机械组件用于根据该检测电路测量待测部件的电流值和/或电压值，并通过机械指针指示测量的结果；该主板用于根据该检测电路测量待测部件的电流值和/或电压值，并通过该显示屏指示测量的结果；该主板上开设有避让部，以使该机械指针和该显示屏露出于同一表面。
16.本实用新型技术方案所提供的电流电压表，包括检测电路和供电电路，其中：检测电路包括第一输入接口和第一输出接口，第一输入接口用于与第一电源连接，第一输出接口用于与待测部件连接形成回路；供电电路包括第二输入接口和测量组件，第二输入接口用于与第二电源连接以向测量组件供电，测量组件用于根据检测电路测量待测部件的电流值和/或电压值；第一电源和第二电源为不同电源，检测电路和测量组件的接地端互相隔离。由于检测电路和供电电路分别由不同的电源供电，从而第一电源输入的电量纯粹用于输入待测部件，测量组件的用电不会对检测电路造成影响。同时，由于检测电路和测量组件的接地端互相隔离，使得检测电路和供电电路不会在接地端形成回路，防止检测电路和供电电路产生干扰或发生短路。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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示出的结构获得其他的附图。
18.图1为本实用新型所提供的电流电压表的正面视角的立体图；
19.图2为本实用新型所提供的电流电压表的背面视角的立体图；
20.图3为本实用新型中的电流电压表的测量组件中电流检测的原理图；
21.图4为本实用新型中第二输入接口与第一供电隔离模块连接的原理图；
22.图5为本实用新型中第一供电隔离模块的原理图；
23.图6为本实用新型所提供的电流电压表拔出输出拓展卡的示意图；
24.图7为本实用新型所提供的电流电压表去掉壳体后的侧视图；
25.图8为本实用新型所提供的电流电压表中检测电路与供电电路之间实现供电隔离的原理图；
26.图9为本实用新型所提供的电流电压表内部电路板的一个视角的安装示意图；
27.图10为本实用新型所提供的电流电压表内部电路板的另一个视角的安装示意图。
28.附图标号说明：
[0029][0030][0031]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0032]
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的一部分实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0033]
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0034]
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0035]
电流电压表是一种用于对待测部件的电流值和/或电压值进行测量的仪器，可用于测量终端设备的主板以及各种电子元器件的性能。
[0036]
电流电压表测量的原理为：将电流通入待测部件，从而通过测量组件在所形成的回路中测量待测部件的电流值和/或电压值。当前，通入电流电压表的电流分为以下两方面的用途：
[0037]
1、用于驱动测量组件工作；可选地，该测量组件可以包括数显模块，该数显模块包括主板和显示屏，主板检测待测部件的电流值和/或电压值，并通过显示屏显示测量结果。
[0038]
2、用于输入待测部件以使得测量组件能够对待测部件进行测量。
[0039]
然而，由于测量组件本身会有功率损耗，例如，当测量组件包括数显模块时，显示屏的工作需要消耗电量。造成电流电压表中的电流不纯粹用于输入待测部件，这使得电流电压表的测量出现误判。例如，出现波动的电流时，不清楚到底是测量组件发生漏电，还是待测部件本身的电流变化。
[0040]
因此，为解决上述问题，本技术实施例提供一种电流电压表，通过为测量组件和待测部件分别接通互相独立的电路，避免测量组件的用电对测量产生的干扰。
[0041]
为便于理解，以下结合附图对本技术实施例所提供的电流电压表进行详细说明。
[0042]
请参阅图1和图2，图1为本技术实施例所提供的电流电压表的正面视角的立体图；图2为本技术实施例所提供的电流电压表的背面视角的立体图。如图1和图2所示，本技术实施例所提供的电流电压表，包括检测电路和供电电路，其中：
[0043]
检测电路包括第一输入接口100和第一输出接口200，第一输入接口100用于与第一电源连接，第一输出接口200用于与待测部件连接形成回路。
[0044]
可选地，如图2所示，第一输入接口100为设置于电流电压表背面的直流输入接口，第一输出接口200为设置于电流电压表正面的直流输出接口。该直流输出接口用于连接检测线，该检测线与待测部件连接，从而与待测部件形成回路。
[0045]
供电电路包括第二输入接口300和测量组件，第二输入接口300用于与第二电源连接以向测量组件供电，测量组件用于根据检测电路测量待测部件的电流值和/或电压值；第一电源和第二电源为不同电源，检测电路和测量组件的接地端互相隔离。
[0046]
可选地，如图2所示，第二输入接口300为设置于电流电压表背面的type-c接口。通过该type-c接口与第二电源连接，从而向测量组件供电。
[0047]
需要说明的是，第一电源和第二电源可以是两个互相独立的电源电源，也可以集成在同一电源设备上。例如，在一个电源设备上具有type-c输出接口和直流输出接口，其中，type-c输出接口和直流输出接口分别对应该电源设备上两条互相独立的电路，属于集成在同一设备上两个不同电源的输出接口。该电源设备通过type-c输出接口与第二输入接口300连接，通过直流输出接口与第一输出接口200。从而实现了两个不同电源分别与第一输出接口200和第二输入接口300的连接。
[0048]
本实施例中，第一电源、第一输入接口100和第一输出接口200连成检测电路，该检测电路与待测部件连接形成回路，从而使得电流电压表能够获取到待测部件的电信号。第二电源、第二输入接口300和测量组件连成供电电路，通过供电电路的供电，使得测量组件能够正常的工作。进一步地，测量组件获取并测量检测电路的电信号，从而测得待测部件的电流值和/或电压值。由于检测电路和供电电路分别由不同的电源供电，从而第一电源输入的电量纯粹用于输入待测部件，测量组件的用电不会对检测电路造成影响。同时，由于检测电路和测量组件的接地端互相隔离，使得检测电路和供电电路不会在接地端形成回路，防止检测电路和供电电路产生干扰或发生短路。
[0049]
需要说明的是，通过上述方式，实现了检测电路和测量组件的供电隔离，在此情况下，为了使测量组件能够测得检测电路的电信号，本领域技术人员可以通过多种方式实现。例如，在检测电路和供电电路上分别设置磁铁和线圈，使得测量组件可以通过电磁感应的方式测得检测电路的电信号，从而获取待测部件的电流值和/或电压值。本领域技术人员还可以通过其他方式实现测量组件对检测电路的测量，对此本技术实施例并不进行限定。
[0050]
作为一种可选的实现方式，请参阅图3，图3为本技术实施例中的电流电压表的测量组件中电流检测的原理图。如图3所示，测量组件的电流测量子组件400包括数模转换单元410，可选地，该数模转换单元410的型号可以为tm7707，由于tm7707是pin对pin(管脚)兼容的，因此在硬件电路上完全兼容。在外围电路中，tm7707内部没有振荡器和基准电压，需要外接晶振电路和基准电路。因此，数模转换单元410外接有晶体谐振器贴片420，该晶体谐振器贴片420通过数模转换单元410的时钟信号引脚mclk与数模转换单元410连接。进一步地，数模转换单元410还通过参考信号引脚ref与电源vdd连接，从而获得参考信号。该电源vdd即为第二输入接口300连接第二电源后所获取的电源。当测量组件获取到检测电路中的电信号后，待测试的电信号text in通过差分输入引脚输入到数模转换单元410中，数模转换单元410将待测试的电信号与参考信号进行比对，从而确定了待测信号text in的大小。之后通过dout引脚将检测结果pa3发送给测量组件的显示子组件进行显示。
[0051]
可选地，可以通过多种方式实现检测电路与测量组件接地端的隔离，为便于理解，本技术实施例提供一种优选的实现方式，以下进行详细说明。
[0052]
优选地，第一输入接口100和第二输入接口300中的至少一个与第一供电隔离模块500连接，第一供电隔离模块500用于隔离检测电路和测量组件的接地端以实现供电隔离。
[0053]
本实施例中，检测电路和供电电路可以为设置于同一电路板上的集成电路，在该电路板上，设置第一供电隔离模块500，从而通过该第一供电隔离模块500实现了检测电路和测量组件接地端的隔离，节省了电路板的空间，同时实现了接地端隔离的目的。
[0054]
需要说明的是，第一供电隔离模块500的具体结构可以通过多种方式实现，为便于理解，本技术实施例提供一种具体的实现方式如下。
[0055]
请参阅图4和图5，图4为本技术实施例中第二输入接口与第一供电隔离模块连接的原理图；图5为本技术实施例中第一供电隔离模块的原理图。如图4所示，第二输入接口300设置为type-c接口，第二输入接口300分别连接图4中的1号和2号引脚，图4中的4号和6号引脚分别与测量组件连接。第一供电隔离模块500的四个引脚分别与图4中的1号、2号、4号和6号引脚连接。第一供电隔离模块500的具体结构如图5所示，第一供电隔离模块500包括第一线圈510和第二线圈520，第二输入接口300与第一供电隔离模块500连接，其中：第二输入接口300连接第一供电模块的第一线圈510；测量组件连接第一供电模块的第二线圈520；当第二输入接口300与第二电源连接时，第一线圈510与第二线圈520电磁感应。
[0056]
本实施例中，如图5所示，第二输入接口300与第一供电隔离模块500连接的引脚包括输入端vin和接地端gnd，通过第一线圈510和第二线圈520之间的电磁感应，第二输入接口300输入的电量从第一线圈510传递到第二线圈520，第二线圈的 vo引脚和0v引脚分别与测量组件连接，从而使得测量组件获取到第二输入接口300输入的电量。由于电量经过了电磁感应的传递， vo引脚和0v引脚不再与第二输入接口300的接地端gnd连接，由此一来，测量组件实现了与接地端的隔离，从而测量组件不会与检测电路共地。
[0057]
需要说明的是，由于第一线圈510和第二线圈520之间通过电磁感应传递电量，电量既可以从第一线圈510传递到第二线圈520，也可以从第二线圈520反向传递到第一线圈510。若测量组件的电量通过第二线圈520反向传递到第一线圈510，电量将会从第一线圈510传递到第二输入接口300的接地端，由于第二输入接口300的接地端与检测电路的接地端共路，这将会影响到检测电路的电流波动，从而影响测量的准确性。
[0058]
可选地，为解决上述问题，请参阅图4，如图4所示，测量组件与第一供电隔离模块500之间设置有降压单元600，降压单元600用于防止测量组件向第一供电隔离模块500反向输入电流。
[0059]
本实施例中，通过在测量组件与第一供电隔离模块500之间设置降压单元600，使得第一供电隔离模块500输出的电压高于测量组件的电压，由此一来，电流只会单向地从第一供电隔离模块500一侧传递到测量组件一侧，测量组件不会向第一供电隔离模块500反向输入电流。从而解决了测量组件反向输入电流对测量精度产生影响的问题。
[0060]
需要说明的是，当第一隔离模块不是设置为图5所示的方式，而是其他方式时，依然可以在测量组件和第一隔离模块之间设置降压单元600，同样能够起到防止测量组件向第一供电隔离模块500反向输入电流的问题。
[0061]
上述对检测电路和供电电路的具体实现方式做了详细介绍，通过这种方式，测量组件的用电不会对检测电路造成影响。提升了电流电压表测量的准确性。
[0062]
可选地，本技术实施例所提供的电流电压表中，待测部件可包括终端主板，例如智能手机的主板。以智能手机为例，当前的手机厂商为了硬件生态的私密性，其原厂电池往往内置有芯片，当手机主板与电池通电时，电池通过其内置的芯片与手机主板进行协议通信，协议验证通过后，手机主板才会接通与电池之间的回路，由此一来，防止非原厂的电池在该品牌的手机上使用。由此一来，一般的电流电压表作为非原厂的电源，无法在测量手机主板时与手机主板接通回路。
[0063]
为解决上述问题，本技术实施例进一步提供以下方案，便于理解，以下结合附图进行详细说明。
[0064]
请参阅图6和图7，图6为本技术实施例所提供的电流电压表拔出输出拓展卡的示意图；图7为本技术实施例所提供的电流电压表去掉壳体后的侧视图。如图6和图7所示，本技术实施例所提供的供电电路还包括数据模块700和第二输出接口800，数据模块700用于通过第二输出接口800与待测部件连接并发送通信数据，以使待测部件根据通信数据接通与检测电路的回路。
[0065]
本实施例中，数据模块700所存储的数据用于模拟手机厂商原厂电池的通信数据，通过向待测的手机主板发送通信数据，使得手机主板根据该通信数据验证通过并接通与检测电路的回路。由此一来，使得本技术实施例所提供的电流电压表能够用于手机主板的检测。基于同一原理，本技术实施例中电流电压表所测量的待测部件还可以包括平板电脑主板或笔记本电脑主板等不同终端的主板或零部件。
[0066]
可选地，由于不同品牌厂商及不同型号的智能终端，其主板10和电池间的通信协议各不相同，为使本技术实施例所提供的电流电压表能够测量更多不同型号的终端主板，本技术实施例所提供的数据模块700包括数据扩展卡710和插座720。其中，插座720与供电电路连接，数据扩展卡710用于存储通信数据，数据扩展卡710可拆卸地插入插座720中。
[0067]
本实施例中，通过设置插座720和数据扩展卡710，用户可根据待测终端主板10的不同，在插座720中插入对应的数据扩展卡710，该数据扩展卡710内存储有与待测终端主板对应通信数据。以使得同一电流电压表能够测量各种不同型号的终端主板。
[0068]
进一步地，由于终端主板的检测需要电流电压表同时输入通信数据和检测电流，为方便输入，本技术实施例采取以下方案。
[0069]
第一输出接口200和第二输出接口800集成于同一外接接口内。
[0070]
本实施例中，第一输出接口200和第二输出接口800集成于同一外接接口内，由此一来，只需要通过该统一的外接接口与待测的终端主板连接，即可同时向终端主板输入通信数据和检测电流。
[0071]
作为一种优选的实现方式，该外接接口可设置为usb接口900，第一输出接口200设置为usb接口900的一部分引脚，第二输出接口800设置为usb接口900的另一部分引脚。
[0072]
本实施例中，请参阅图6至图8所示，图8为本技术实施例所提供的电流电压表中检测电路与供电电路之间实现供电隔离的原理图。如图6至图8所示。第一输入接口100依次经过输入板20和主板10与usb接口900连接，中间不经过任何需要耗电的部件。第二输入接口200经过输入板20与主板10连接，并向设置于主板10上的测量组件供电。该测量组件包括设置于主板10上的显示屏12、用于测量的芯片及数显模块的插座720。
[0073]
如图8所示，usb接口900一般包括9个引脚，其中，7个引脚作为第二输出接口800与数据模块700连接，用于向待测的终端主板10传输通信数据。另外2个引脚作为第一输出接口200与检测电路连接，用于向待测的终端主板10传输检测电量。用户在检测过程中，在usb接口900中插入数据线后，将该数据线与待测的终端主板10连接，即可同时向待测的终端主板10输入通信数据和检测电流。
[0074]
在如图8所示的工作方式中，用于第二输出接口800所在的供电电路与第一输出接口200所在的检测电路供电隔离，从而不会影响到第一输出接口200输出电流的纯粹性，提高了检测的精度。
[0075]
需要说明的是，在上述工作过程中，供电电路除了需要向测量组件提供电量外，还需要为数据模块700提供电量，以使得数据模块700能够根据所输入的电量输出通信数据。由于数据模块700和测量组件共用接地端，在具体工作过程中，数据模块700的接地电流和测量组件的接地电流可能会在接地端导通从而形成短路。
[0076]
因此，为了解决上述问题，本技术实施例所提供的供电电路还包括第二供电隔离模块(图中未示出)，数据模块700和测量组件中的至少一个与第二供电隔离模块连接以实现接地端之间的隔离。
[0077]
本实施例中，通过设置第二供电隔离模块，实现了数据模块700和测量组件之间接地端的隔离，从而避免了二者之间发生短路的问题。
[0078]
上述对本技术实施例所提供的电流电压表的电路结构做了详细介绍，从具体硬件上的实现方式而言，可以通过多种方式实现，对此本技术实施例并不进行限定。作为一种可选的实现方式，请参阅图9，图9为本技术实施例所提供的电流电压表内部电路板的一个视角的安装示意图。如图9所示，本技术实施例所提供的电流电压表可通过集成电路的方式实现，具体包括主板10和输入板20，上述检测电路和供电电路通过主板10和输入板20实现。
[0079]
优选地，该主板10和输入板20分别为pcb板，该输入板20通过第一pcie插座11插入主板10中实现连接，其中：输入板20上设置有直流输入接口和type-c接口，其中，直流输入接口为第一输入接口100，type-c接口为第二输入接口300。以使得第一电源和第二电源的电流能够输入到主板10。该输入板20上还设置有数据模块700和第二供电隔离模块，从而在输入板20上实现了数据模块700和测量组件的供电隔离。进一步地，测量组件设置于主板10上，该主板10上还设置有第一供电隔离模块500，从而在主板10上实现了测量组件和检测电
路之间的供电隔离。
[0080]
进一步地，该主板10上还设置有直流输出接口和usb接口900，该直流输出接口即为第一输出接口200的第一种实现方式，通过该直流输出接口，电流电压表可以连接探测针，从而作为普通的电流电压表使用。
[0081]
可选地，该usb接口900共有9个引脚，其中7个引脚作为第二输出接口800，用于输出数据模块700的通信数据，另外2个引脚作为第一输出接口200，用于输出检测电路的检测电流，由此一来，用户通过该usb接口900连接数据线，之后将该数据线连接到待测的终端主板10上，即可向终端主板10同时发送通信数据和检测电流，以实现对终端主板10的检测。
[0082]
本实施例中，本技术实施例所提供的电流电压表包括两组输入和输出接口，对应两路接地端互相隔离的电路，从而保证了输入待测部件电流的纯粹性，避免测量组件和数据模块700用电对待测部件的电流干扰，从而进一步提高了测量的准确性。进一步地，电流电压表的输出接口包括直流输出接口和usb输出接口。当使用直流输出接口输出时，本技术实施例所提供的电流电压表可以作为普通的电流电压表使用。当使用usb接口900输出时，本技术实施例所提供的电流电压表可以作为专用于检测终端主板10的电流电压表使用。从而实现一表多用。
[0083]
作为一种优选的实现方式，本技术实施例所描述的上述测量组件为数显测量组件，包括前述主板10，以及设置于主板10上的显示屏12。其优点在于能显示精确数值，方便用户精准地读取测量结果。但缺点在于数显测量组件的刷新有延迟，造成数显测量组件的检测不灵敏，无法捕捉短时间电流波动，例如，当前数显测量组件的刷新时间一般为300ms/次，既大约1秒刷新三次。对于出现时间短于300ms的瞬时电流，数显测量组件无法测量到。进一步地，当前还有一种机械测量组件，能够通过电磁感应的原理，使用机械指针的方式指示测量结果。具有测量的实时性，灵敏性较高的优点。但其不好分辨精确的数值。
[0084]
因此，未解决上述问题，本技术实施例在所提供的电流电压表中提供了一种机械数显一体化设置的方案，为便于理解，以下结合附图进行详细说明。
[0085]
请参阅图10，图10为本技术实施例所提供的电流电压表内部电路板的另一个视角的安装示意图。如图10所示，本技术实施例所提供的电流电压表还包括机械组件30，测量组件包括主板10和显示屏12，其中：机械组件30用于根据检测电路测量待测部件的电流值和/或电压值，并通过机械指针31指示测量的结果；主板10用于根据检测电路测量待测部件的电流值和/或电压值，并通过显示屏12指示测量的结果；主板10上开设有避让部13，可选地，该避让部13设置为开设于主板10上的通孔。以使机械指针31和显示屏12露出于同一表面。
[0086]
本实施例中，通过在数显测量组件的主板10上开设避让部13，使得机械组件30的机械指针31可以通过避让部13露出于显示屏12所在的表面。由此一来，用户可以同时观察到数显测量组件和机械组件30的测量结果，兼顾了读数的灵敏性和精确性。
[0087]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。