本实用新型涉及一种数字式交流钳形表电路，属于数字多用表技术领域。
背景技术：
市面上现有的数字式交流钳形多用表，其工作原理是：建立在电流互感器工作原理的基础上，当握紧钳形电流表扳手时，电流互感器的铁芯张开，被测电流的导线进入钳口内部作为电流互感器的一次绕组。放松扳手后铁芯闭合，根据互感器的原理可在其二次绕组上产生感应电流，经过内部电路转换后显示被测电流值。由于线圈感应到的电压满足关系式：e=nδφ/δdt；其中，n为匝数，δφ/δdt是磁通量的变化率；线圈的自感电压量el=lδi/δdt；其中，l为线圈的电感。说明测试频率与线圈感应到的电压呈正比例关系，频率越高感应到的电压越大，市面上的产品基本上频率范围都很小，正常都在50~60hz之间。如果对测量频率不做补偿，大部份产品60hz的测量值比50hz的测量值正常都会高出1.5%~3.5%之间，这也是目前市面上的产品精度只能做到2%~3.5%的主要原因。
目前典型的电流测量取样电路如图1所示：图中电阻rt2起微调作用，可调电位器vr5调节阻值，电阻rj2b起10倍衰减作用，需选用高精度电阻，这种电路只能满足某一频率固定（且变化不大）的交流电流测量准确度，具有很大的局限性，测量频率稍有变化就会带来较大的测量误差。
市面上的交流钳形表基本上仅适用于纯正弦波的平均值测量(即：平均值读数，按有效值校准)，都不适合于测量失真（畸变）的电压或电流，而现在有很多情况电流都是失真的，如个人电脑、配有电子镇流器的荧光灯和变频驱动装置等电子设备，只有真有效值测量仪表才能给出正确的测量值。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种数字式交流钳形表电路，具有较好的频率适应性且测量结果更加准确。
本实用新型的技术方案如下：
一种数字式交流钳形表电路，包括钳头电流互感器l1、电流取样及频率补偿电路、adc模数转换器、dsp数字处理器，lcd显示屏和电源供给电路；所述钳头电流互感器l1与所述电流取样及频率补偿电路的输入端电连接，用于感应被测导体的电流信号并发送至所述电流取样及频率补偿电路；所述电流取样及频率补偿电路的输出端与所述adc模数转换器电连接，所述电流取样及频率补偿电路对所述电流信号进行取样并转化为取样电压量，然后衰减及进行频率补偿后再发送至所述adc模数转换器；所述adc模数转换器将模拟信号转化为数字信号并输出至所述dsp数字处理器；所述dsp数字处理器对数字信号进行处理，并输出至所述lcd显示屏显示对应数据；所述电源供给电路为用电器件供电。
更优地，所述电流取样及频率补偿电路包括电阻r9、电阻r13、电阻r14、电容c3和电容c4，所述电阻r13和电阻r14串联后与电阻r9、电容c3并联，所述电容c3与所述钳头电流互感器l1并联，所述电容c4与电阻r13并联，所述钳头电流互感器l1的一端接地，在所述电阻r13和电阻r14的连接导线上设置电流取样点aca，该电流取样点aca连接所述adc模数转换器的输入端。
更优地，所述adc模数转换器和dsp数字处理器集成于一万用表自动量程转换芯片ic1中。
更优地，所述万用表自动量程转换芯片ic1的型号为sd7890a2。
更优地，电源供给电路为电池供电，通过刀盘开关sw连接到工作电源vdd，为用电器件供电。
本实用新型具有如下有益效果：
1、本实用新型一种数字式交流钳形表电路提供的电流取样及频率补偿电路，提高了测量时的频率适应性且提高测量精度。
2、本实用新型一种数字式交流钳形表电路，选用万用表自动量程转换芯片，可通过标定的方式对测量准确度进行校准，不必采用电位器对测量准确度进行调试，可节省部份元器件，具有较高的性价比。
3、本实用新型一种数字式交流钳形表电路，选用万用表自动量程转换芯片，集成了dsp数字处理器，可以做到2khz带宽数字真有效值测量，不需外接任何整流组件即可实现真有效值测量功能。
附图说明
图1为现有技术中交流钳形表的电流取样电路；
图2为本实用新型一种数字式交流钳形表电路的原理框图；
图3为本实用新型的一实施例的电路原理图；
图4为本实用新型的电流取样及频率补偿电路的电原理图；
图5为本实用新型的数字式交流钳形表的产品示意图。
图中附图标记表示为：
1、钳头；2、钳头扳机；3、功能选择按钮；4、显示屏；5、插孔；6、功能档位开关。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本实用新型进行详细的说明。
如图5所示，数字式交流钳形表包括钳头1、钳头扳机2、功能选择按钮3、显示屏4、插孔5和功能档位开关6。
请参阅图2和图3，一种数字式交流钳形表电路，包括钳头电流互感器l1、电流取样及频率补偿电路、adc模数转换器、dsp数字处理器，lcd显示屏和电源供给电路；所述钳头电流互感器l1与所述电流取样及频率补偿电路的输入端电连接，用于感应被测导体的电流信号并发送至所述电流取样及频率补偿电路；所述电流取样及频率补偿电路的输出端与所述adc模数转换器电连接，所述电流取样及频率补偿电路对所述电流信号进行取样并转化为取样电压量，然后衰减及进行频率补偿后再发送至所述adc模数转换器；所述adc模数转换器将模拟信号转化为数字信号并输出至所述dsp数字处理器；所述dsp数字处理器对数字信号进行处理，并输出至所述lcd显示屏显示对应数据；所述电源供给电路为用电器件供电。所述电源供给电路为电池供电，通过刀盘开关sw连接到工作电源vdd，选用两节1.5v的电池直接给万用表自动量程转换芯片ic1供电，无须经过稳压，可进一步节省成本。
请参阅图4，所述电流取样及频率补偿电路包括电阻r9、电阻r13、电阻r14、电容c3和电容c4，所述电阻r13和电阻r14串联后与电阻r9、电容c3并联，所述电容c3与所述钳头电流互感器l1并联，所述电容c4与电阻r13并联，所述钳头电流互感器l1的一端接地，在所述电阻r13和电阻r14的连接导线上设置电流取样点aca，该电流取样点aca连接所述adc模数转换器的输入端。电阻r9用于调整测量信号的强度，一般选用几欧到几拾欧的电阻，电阻r14起阻抗变换作用，一般选用几千欧姆的电阻，电阻r13为取样电阻，一般选用几千至几万欧姆的电阻，电容c3一般选用0.1至1微法的电容。电容c3的容抗cx满足关系式cx=1/(2πfc)，可见容抗与频率成反比关系。电流取样点aca的交流等效阻抗为电阻r13与电容c4的并联值即z=r13∥cx。设电阻r9两端的电压为ui，因钳头电流互感器感l1感应到的电压满足关系式：e=nδφ/δdt，n匝数，δφ/δdt是磁通量的变化率。线圈的自感电压量el=lδi/δdt；其中，l为线圈的电感。由此可知ui与测试频率呈正比例关系，频率越高感应到的电压越大。取样电压为电阻r13上的电压降uaca=ui*z/(z r14)，式中z=r13∥cx，cx=1/(2πfc)。ui与频率呈正比例关系，而cx与频率成反比关系，可知z/(z r14)与频率也成反比关系，两项的乘积在一定的频率范围内可以起到补偿作用，通过改变电阻r14的阻值或电容c4的电容量可以调整补偿效果，使得产品具有更好的频率适应性，实测采用本实用新型一种数字式交流钳形表电路的交流钳形表在60hz的测量值与在50hz的测量值相差可控制在0.2%之内，确保测量精度得到提高。
采用集成adc模数转换器和dsp数字处理器的万用表自动量程转换芯片ic1，所述万用表自动量程转换芯片ic1可以做到2khz带宽数字真有效值测量。以采用型号为sd7890a2的万用表自动量程转换芯片ic1为例，集成了所述，万用表自动量程转换芯片ic1的第5脚接电源正极vdd，万用表自动量程转换芯片ic1的第6脚接电源负极v-，万用表自动量程转换芯片ic1第15脚a6为模拟信号的输入端口，ic1第17脚与地线相连接。万用表自动量程转换芯片ic1可通过标定的方式对测量准确度进行校准，无须对档位进行细分也无须依靠电位器进行校准，也不需外接任何整流组件即可实现对任一波形的交流信号进行真有效值测量，电路简单具有较高的性价比。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
1.一种数字式交流钳形表电路，其特征在于：包括钳头电流互感器l1、电流取样及频率补偿电路、adc模数转换器、dsp数字处理器，lcd显示屏和电源供给电路；所述钳头电流互感器l1与所述电流取样及频率补偿电路的输入端电连接，用于感应被测导体的电流信号并发送至所述电流取样及频率补偿电路；所述电流取样及频率补偿电路的输出端与所述adc模数转换器电连接，所述电流取样及频率补偿电路对所述电流信号进行取样并转化为取样电压量，然后衰减及进行频率补偿后再发送至所述adc模数转换器；所述adc模数转换器将模拟信号转化为数字信号并输出至所述dsp数字处理器；所述dsp数字处理器对数字信号进行处理，并输出至所述lcd显示屏显示对应数据；所述电源供给电路为用电器件供电。
2.根据权利要求1所述的一种数字式交流钳形表电路，其特征在于：所述电流取样及频率补偿电路包括电阻r9、电阻r13、电阻r14、电容c3和电容c4，所述电阻r13和电阻r14串联后与电阻r9、电容c3并联，所述电容c3与所述钳头电流互感器l1并联，所述电容c4与电阻r13并联，所述钳头电流互感器l1的一端接地，在所述电阻r13和电阻r14的连接导线上设置电流取样点aca，该电流取样点aca连接所述adc模数转换器的输入端。
3.根据权利要求1所述的一种数字式交流钳形表电路，其特征在于：所述adc模数转换器和dsp数字处理器集成于一万用表自动量程转换芯片ic1中。
4.根据权利要求3所述的一种数字式交流钳形表电路，其特征在于：所述万用表自动量程转换芯片ic1的型号为sd7890a2。
5.根据权利要求1所述的一种数字式交流钳形表电路，其特征在于：电源供给电路为电池供电，通过刀盘开关sw连接到工作电源vdd，为用电器件供电。
技术总结