一种单相电能计量实验装置
技术领域
本实用涉及电气工程装置技术领域，特别涉及一种单相电能计量实验装置。
背景技术
对于传统电气工程中单相电能计量实验来说存在以下三个问题：
一、没有专门的电能计量实验平台：现有的单相电能计量装置通常作为工程计量使用，但没有专门针对高校电气专业设计可进行电能计量实验的表计仪器设备；
二、电能计量实验装置配置单一：现有实验装置上通常不装设电能表，即使有配置，通常也仅配置一个功能单一的机械式或者电子式或者数字式电能计量表计用于实验；
三、没有专门的针对高校电气工程专业计量的专用实验仪器：实验装置上通常只装设电流表、电压表、功率表、频率表、功率因数表等作为实验的指示仪表，以采集电流、电压、功率、频率、功率因数等参数，但不配置电能计量表计，对于电能计量方面的实验开展比较困难。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种单相电能计量实验装置，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种单相电能计量实验装置，包括实验平台、电流互感器、电压互感器、数字式电能表、电子式电能表、电磁感应式电能表、端子排、插座数字式电能表、蓝牙收发模块、显示模块、收发器、无线通信网络、无线通信终端、监控主机(上位机)、电源转换器和单片机，所述实验平台设置有节电器接入口，所述实验平台内部设置有防止短路、漏电和过载的熔断器和漏电开关，所述电磁感应式电能表可根据需要接入电流、电压互感器，所述单片机通过蓝牙收发模块传输给监控主机(上位机)。
进一步地，所述单片机为STM32单片机。
进一步地，所述收发器型号为MAX485，所述收发器通过连接总线与至多247个数字式电能表通讯连接。
进一步地，所述数字式电能表、电子式电能表、电磁感应式电能表、插座数字式电能表均通过端子排相连接，利用端子排来优化电路，方便后期接线和改线。
进一步地，所述显示模块采用的是LCD12864型号，所述显示模块与单片机之间电性连接。
进一步地，所述实验平台设置有移动式插线板，利用移动式插线板与日常电器连接。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
(1)通过合理配置多个有功、无功电能表，并优化电能表接线后，能够消除接线引起的测量误差，并保证多个电能表同时工作，以便采集到完全相同实验条件下的计量实验结果，用于实验数据分析；
(2)通过对电磁型电能表进行内部接线改接，使其能够接入电流互感器，实现了计量装置经过电流互感器二次侧接线，从而使得学生能进一步理解电流互感器和电能表的接线原理，掌握接线方法；
(3)在实验平台上预留节电器接入口，能接入常见的节电器进行节电原理和节电效果测试的实验；
(4)采用端子排连接各电能表方便接线，所有电能表都经过端子排相连，方便接线和改线，可以让各种负载经或不经电流互感器、电压互感器连接进行测量和实验，满足多个试验方案需求；
(5)通过熔断器能够在短路时起保护作用，装置经漏电开关接入系统，以保障电流泄露时自动跳闸，可以不用直接操作电路接通，使用交流接触器控制主回路接通与断开，从而保障实验安全；
(6)通过单片机进行数据通讯，单片机汇总处理后可以通过显示器进行显示，再通过蓝牙收发模块经蓝牙无线信号发送给监控主机(上位机)，实现实验平台与上位机的短距离无线或有线传输，实时或定时采集和记录所接负载的性质、电流、电压、功率参数负载实时消耗的电功率等相关数据，并生成图表和负荷曲线；
(7)通过预留移动式插线板作为负载接入口，可以直接使用家用移动式插线板作为连接负载的接口，方便对日常用电器的连接和测量。
附图说明
图1为本实用新型的整体的原理结构示意图。
图2为本实用新型的整体的布置结构示意图。
图3为本实用新型的整体的接线结构示意图。
图4为本实用新型的单片机的控制原理结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白和理解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
如图1-4所示，一种单相电能计量实验装置，其包括实验平台、电流互感器、电压互感器、数字式电能表、电子式电能表、电磁感应式电能表、端子排、插座数字式电能表、蓝牙收发模块、显示模块、收发器、无线通信网络、无线通信终端、监控主机(上位机)、电源转换器和单片机，所述实验平台设置有节电器接入口，所述实验平台内部设置有防止短路、漏电和过载的熔断器和漏电开关，所述电磁感应式电能表可根据需要接入电流、电压互感器，所述单片机通过蓝牙收发模块传输给监控主机(上位机)。
其中，所述单片机为STM32单片机。
其中，所述收发器型号为MAX485，所述收发器通过连接总线与至多247个数字式电能表通讯连接。
其中，所述数字式电能表、电子式电能表、电磁感应式电能表、插座数字式电能表均通过端子排相连接，利用端子排来优化电路，方便后期接线和改线。
其中，所述显示模块采用的是LCD12864型号，所述显示模块与单片机之间电性连接。
其中，所述实验平台设置有移动式插线板，利用移动式插线板与日常电器连接。
需要说明的是，通过实验平台上接入多个有功无功电能表，方便进行实验对比，电磁式电能表内部接线改装后，可以通过电流互感器和电压互感器二次侧接入，使得实验者可以选择不同变比、不同连接方式的电流互感器、电压互感器进行计量，并分析各种接线方式对电能计量的影响，通过提供多个用电器接口，可以接入多个实际负载和节电器，通过端子排方便实施不同的实验方案，当发生短路、过载或漏电等情况时，能够通过低压熔断器、空气开关和漏电保护器保障人身安全和设备的安全，采用交流接触器控制电路及仪表正常接通或断开，将操作回路与用电测量回路相分离，避免直接采用插座连接用电设备时导致的触电危险，通过单片机可以与上位机进行通信、可批量、定时采集数字式电能表的数据，并生成相应图表，以便对实验数据进行分析。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
