CN105467200A - 一种工频电流的测量方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明采用测量用电流互感器的二次电流经过电阻转换成的、且经过电子线路的滤除谐波干扰等处理、其波形幅值与一次电流成比例的正弦波形信号即被测正弦电流波形信号，通过电路使该正弦波形信号过零时和到达多个设置的比较电压时生成的时间计数启动脉冲和时间截获脉冲对一个时间数据应用模块进行控制、获取该正弦波形信号过零后到达比较电压时的采样时间t值、再以该采样时间t值作为存储器地址直接读取与时间数据应用模块相连接的存储器相应地址的存储单元中存储的数据来实现对被测电流的测量。本发明还可以应用于对工频电压的测量。

Description

一种工频电流的测量方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种工频电流的测量方法及其装置。

背景技术

准确、及时地在最大的范围内测量每一个周波的电流量值是电力测量设备的首要任务。现有应用于电气测量领域的仪器仪表基本上是采用逐次逼近型、斜坡型、双积分型以及压频变换型V/F的模/数转换器等等，按照转换原理转换器还可分为直接A/D转换器和间接A/D转换器。这些转换器作为基本器件构成了众多的测量仪器仪表，但这些仪器仪表都存在量程窄、转换速度慢的缺点，有些仪器仪表测量档位的变换还需要人工手动换挡，已不适应现时代的技术要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工频电流的测量方法及其装置。

本发明采用的技术方案是：

一种工频电流的测量方法，应用于测量装置，且该测量装置的输入信号为测量用电流互感器的二次电流经过电阻转换成的、且经过电子线路的滤除谐波干扰等处理、其波形幅值与一次电流成比例的正弦波形信号，也称被测正弦电流波形信号，其特征在于：其包括一个电流测量公式、通过该公式计算得到数据、以及对这些数据的应用方法，其包括以下步骤：

(1)由正弦电流的数学表达式推导得到一个测量公式：

式中，I_m是被测的正弦电流波形信号幅值，I_bj是比较电压值，t是被测的正弦电流波形信号过零后到达比较电压I_bj时的时间值，其单位为us，f是电力***的额定频率；依据该公式，只要知道电力***频率f、比较电压值I_bj并获得被测的正弦电流波形信号过零后到达比较电压I_bj时的时间值，即获得采样时间t值时，即可求得被测电流I_m的值；

(2)额定频率的正弦电流波形信号在一个半波内由过零点开始到达其幅值所需的时间为Hus，其中H取正整数，f是电力***的额定频率，并且设定I_bj＝1mv，把时间t值由1us开始、按每次递增1us、一直到Hus为止，分别一一代入测量公式中的t计算得到H个I_m的值，把得到的I_m值数据依照时间t值的由小到大的顺序编制成表格、即附表，称为“时间t值与正弦波形幅值I_m值转换表”，简称“转换表”；

(3)把以16位二进制数表示的时间t值从1us起到Hus为止，依次作为存储器的地址并一一对应地把转换表中的H个I_m的值采用四位二-十进制的BCD码存入存储器的存储单元中，存储器采用电擦除可编程只读存储器EEPROM，存储器地址容量应大于5K，一个存储器的每一个存储单元为一个字节，可以存放2个四位二-十进制BCD码也就是2个十进制数，二个字节的存储单元存放4个十进制数，即用二个8K×8存储器，依顺序，第一个存储器存放一个十进制4位数中的前两位，第二个存储器存放一个十进制4位数中的后两位。

本发明还公开应用所述的工频电流的测量方法的测量装置，该测量装置的输入信号为测量用电流互感器的二次电流经过电阻转换成的、且经过电子线路的滤除谐波干扰等处理、其波形幅值与一次电流成比例的正弦波形信号，也称被测正弦电流波形信号，其特征在于：其包括一个前置的电压跟随器；一个正弦波形信号过零时产生时间计数启动脉冲的时间启动模块，其输出时间启动脉冲；一个正弦波形信号到达比较电压值I_bj时产生时间截获脉冲的时间截获模块，其输出时间截获脉冲；以及一个受时间启动脉冲和时间截获脉冲控制的、用来获取被测正弦电流波形信号过零后到达比较电压值时的采样时间t值并把该采样时间t值作为与该模块连接的存储器的地址直接读取该存储器相应地址中的存储数据的时间数据应用模块；

其中，前置的电压跟随器由一个运放构成，其输出的被测正弦电流波形信号分成六路，分别输出到第一、四、五、六、七、八电路单元的同相输入端；

时间启动模块包括第一、二、三电路单元；

第一电路单元是由一个运放构成具有开环增益的电压比较电路并后接TTL电平转换接口电路再把高电平的矩形波微分且输出的电路单元，其有两个输出端，该电路单元中的第二个有施密特触发器的与非门的输出端是第一个输出端，其输出的时间计数启动脉冲是高电平的矩形波脉冲，其和第二十、二十一电路单元的端相连接；该电路单元中的最后一个二极管的输出端是第二个输出端，其把高电平的矩形波微分后和第三电路单元中运放的同相输入端相连接；

第二电路单元是一个零点电压调整电路单元，该电路中的电压跟随器的输出端作为电路单元输出端，其和第一电路单元中运放的反相输入端相连接；

第三电路单元是把第一电路单元的第二个输出端、即通过二极管输出的信号再进行调整、输出的电路，该电路单元输出端是一个反相器的输出端，输出信号是低电平的尖脉冲，其输出到第二十四电路单元的第一个四S-R锁存器中的四个端和第二个四S-R锁存器中的一个端；

时间截获模块包括第四、五、六、七、八、九、十、十一、十二、十三、十四、十五、十六电路单元；

第四、五、六、七、八电路单元是电路结构、所使用的元器件型号、参数完全一样的五个电压比较电路单元，分别由运放构成具有开环增益的电压比较电路并后接TTL电平转换接口电路再把高电平的矩形波微分且输出的电路单元，并且五个电路单元的每一个电路单元都有两个输出端，电路单元的第一个输出端分别是所在电路单元中的第一个有施密特触发器的与非门的输出端，其输出的低电平矩形波脉冲分成两路，一路用作确定小数点位置的信号，被分别连接到第二十四电路单元中的两个四S-R锁存器中的对应的五个端，另一路连接到下一个与非门的两个输入端；电路单元的第二个输出端分别是所在电路单元中最后一个二极管的输出端，其输出的是高电平的时间截获尖脉冲，且都和第十六电路单元中运放的同相输入端相连接；

第九、十、十一、十二、十三电路单元分别是由分压电阻和电压跟随器构成的比较电压的输出电路，它们分别输出第一、二、三、四、五比较电压到第四、五、六、七、八电路单元中运放的反相输入端；

第十四电路单元是一个电压基准集成电路，其输出的电压分成两路，分别通过电压跟随器输入到第三、十六电路单元中运放的反相输入端；

第十五电路单元是一个精密的电压基准集成电路，其输出稳定的10v基准电压到第九、十、十一、十二、十三电路单元；

第十六电路单元是把第四、五、六、七、八电路单元的第二个输出端输出的信号再进行调整、输出的电路，该电路单元输出的是高电平的更尖、窄的时间截获脉冲，该电路单元的输出端和第二十一电路单元的CP端相连接；

时间数据应用模块，它受时间启动脉冲和时间截获脉冲控制、用来获取被测的正弦电流波形信号过零后到达比较电压时的采样时间t值并把该采样时间t值作为存储器地址直接读取与该应用模块相连接的存储器相应地址中的存储数据进行显示、参与相关电气量的计算、传输等应用，其包括第十七、十八、十九、二十、二十一、二十二、二十三、二十四、二十五电路单元；

第十七电路单元是第一保持脉冲电路，由一个与门构成，其一个输入端与第二十电路单元输出的16位二进制数中的第11位相连接，另一个输入端与16位二进制数中的第13位相连接，其输出端在时间计数电路启动计数后的第5120us时产生并输出第一保持脉冲，其输出分成两路，一路输入到第二十二电路单元的CP端，另一路输入到第十八电路单元的一个输入端；

第十八电路单元是第二保持脉冲电路，由一个与门构成，其一个输入端和第十七电路单元的输出端相连接，另一个输入端和第二十电路单元输出的16位二进制数中的第8位相连接，其输出端在时间计数电路启动计数后的第5248us时产生并输出第二保持脉冲，第二保持脉冲输入到第二十四电路单元中的两个4位双向移位寄存器的CP端；

第十九电路单元是10MHZ脉冲产生及十分频电路，其输出的1MHZ脉冲输入到第二十电路单元四个计数器的CP端；

第二十电路单元是四个四位二进制同步计数器依次连接成的时间脉冲计数电路，其四个计数器的端和时间启动模块的第一电路单元的第一个输出端相连接，其四个计数器共16个数据输出端和第二十一电路单元的16个数据输入端一一对应相连接，其输出一个由零开始、每次递增1us的16位二进制数；

第二十一电路单元是四个以并入-并出方式工作的4位双向移位寄存器依次连接成的时间数据暂存电路，四个寄存器的端和时间启动模块的第一电路单元的第一个输出端相连接，四个寄存器的CP端和时间截获模块的第十六电路单元的输出端相连接，四个寄存器共16个数据输出端和第二十二电路单元的16个数据输入端一一对应相连接；

第二十二电路单元是四个以并入-并出方式工作的4位双向移位寄存器依次连接成的时间数据保持电路，四个寄存器的端通过电阻连接+5V电源，四个寄存器的CP端和第十七电路单元的输出端相连接，四个寄存器的16个数据输出端中的前十三个依序和第二十三电路单元的13条地址线端脚一一对应相连接；

第二十三电路单元是设置成只读工作方式的两个并联的电擦除可编程只读存储器EEPROM，两个存储器的地址线并联且和第二十二电路单元的13个数据输出端依序一一对应相连接，存储器存储单元中已存入转换表中的H个I_m值；

第二十四电路单元是小数点自动转换电路单元，包括：(1)时间数据判断电路，其在第二十二电路单元、即时间数据保持电路输出并保持的时间数据大于或等于319us时输出低电平；(2)小数点位置确定电路；(3)8线-3线优先编码输出电路；(4)3线-8线译码输出电路；(5)小数点保持及输出驱动电路；

第二十四电路单元的具体接线为：(1)时间数据判断电路，其在第二十二电路单元、即时间数据保持电路输出并保持的时间数据大于或等于319us时输出低电平，其电路由第一个四2输入或门集成电路U₅₂、第一个四2输入与门集成电路U₆₇、第二个四2输入与门集成电路U₆₈、第二个四2输入或门集成电路U₆₉和一个反相器U₇₀构成，把第二十二电路单元第一个寄存器U₅₃的15、14、13、12脚，即对应于存储器的地址端脚A₀、A₁、A₂、A₃依次与第一个四2输入与门集成电路U₆₇的1、2、4、5脚相连接，第二个寄存器U₅₄的15、14、13、12脚，即对应于存储器的地址端脚A₄、A₅、A₆、A₇依次与第一个四2输入与门集成电路U₆₇的12、13脚和第一个四2输入或门集成电路U₅₂的1、2脚相连接，第三个寄存器U₅₅的15、14、13、12脚，即对应于存储器的地址端脚A₈、A₉、A₁₀、A₁₁依次与第二个四2输入与门集成电路U₆₈的1脚、第一个四2输入或门集成电路U₅₂的4、5、12脚相连接，第四个寄存器U₅₆的15脚，即对应于存储器的地址端脚A₁₂以及U₅₆的14脚依次与第一个四2输入或门集成电路U₅₂的13脚、第二个四2输入或门集成电路U₆₉的10脚相连接，第一个四2输入或门集成电路U₅₂的3脚与第二个四2输入或门集成电路U₆₉的1脚相连接，第一个四2输入或门集成电路U₅₂的6脚与9脚相连接，10脚与11脚相连接，第一个四2输入或门集成电路U₅₂的8脚与第二个四2输入或门集成电路U₆₉的5脚相连接，第一个四2输入与门集成电路U₆₇的3脚与10脚相连接，6脚与9脚相连接，第一个四2输入与门集成电路U₆₇的8、11脚依次与第二个四2输入与门集成电路U₆₈的5、4脚相连接，第二个四2输入与门集成电路U₆₈的2、3、6脚依次与第二个四2输入或门集成电路U₆₉的3、4、2脚相连接，第二个四2输入或门集成电路U₆₉的6脚与9脚相连接，第二个四2输入或门集成电路U₆₉的8脚与反相器U₇₀的输入端相连接，反相器U₇₀的输出端作为时间数据判断电路的输出端分别与小数点位置判断电路中的第一与门U₃₇、第二与门U₃₈、第三与门U₃₉和第四与门U₉₀的一个输入端相连接，反相器U₇₀的输出端在时间数据保持电路单元的数据输出端输出并保持的时间数据大于或等于319us时输出低电平，或换言之，当时间数据小于319us时反相器U₇₀的输出端输出高电平；构成本时间数据判断电路的二输入与门以及二输入或门可以用三输入、四输入与门以及三输入、四输入或门灵活代替；

(2)小数点位置确定电路是由第一反相器U₃₀、第二反相器U₃₁、第三反相器U₃₂、第四反相器U₃₃、第五反相器U₉₁、第一或门U₃₄、第二或门U₃₅、第三或门U₃₆、第四或门U₉₂、第一与门U₃₇、第二与门U₃₈、第三与门U₃₉、第四与门U₉₀和第一个四S-R锁存器U₄₀和第二个四S-R锁存器U₉₃构成的，其电路的具体接法是，把U₂₂的输出端与U₄₀的2、3脚相连接，把U₂₀的输出端与U₄₀的6脚相连接，把U₁₈的输出端与U₄₀的15脚相连接，把U₁₆的输出端与U₄₀的11、12脚相连接，把U₁₀₂的输出端与U₉₃的2、3脚相连接，反相器U₂₇的输出端与U₄₀的1、5、10、14脚和U₉₃的1脚相连接，U₇₀的输出端分别与第一与门U₃₇、第二与门U₃₈、第三与门U₃₉和第四与门U₉₀的一个输入端相连接，U₄₀的4脚与U₃₀的输入端和U₃₇的另一个输入端相连接，U₃₀的输出端和U₇₁的11脚相连接，U₃₇的输出端和U₃₄的一个输入端相连接，U₄₀的7脚与U₃₄的另一个输入端和U₃₈的另一个输入端相连接，U₃₄的输出端与U₃₁的输入端相连接，U₃₁的输出端与U₇₁的12脚相连接，U₃₈的输出端和U₃₅的一个输入端相连接，U₄₀的13脚与U₃₅的另一个输入端和U₃₉的另一个输入端相连接，U₃₅的输出端与U₃₂的输入端相连接，U₃₂的输出端与U₇₁的13脚相连接，U₃₉的输出端与U₃₆的一个输入端相连接，U₄₀的9脚与U₃₆的另一个输入端和U₉₀的另一个输入端相连接，U₃₆的输出端与U₃₃的输入端相连接，U₃₃的输出端与U₇₁的1脚相连接，U₉₀的输出端与U₉₂的一个输入端相连接，U₉₃的4脚与U₉₂的另一个输入端相连接，U₉₂的输出端与U₉₁的输入端相连接，U₉₁的输出端与U₇₁的2脚相连接；

(3)8线-3线优先编码输出电路是由74LS148优先编码器U₇₁、反相器U₇₂、U₇₃和U₇₄构成的，其接法是，U₇₁的11、12、13、1、2脚依次与U₃₀、U₃₁、U₃₂、U₃₃、U₉₁的输出端相连接，其5、10脚接数字地，其6、7、9脚依次连接U₇₂、U₇₃和U₇₄的输入端，U₇₂、U₇₃和U₇₄的输出端依次连接U₇₅的3、2、1脚；

(4)3线-8线译码输出电路是由74LS138译码器U₇₅构成的，其接法是，其5、4脚连接数字地，6脚通过电阻R₅₇连接+5V电源，其14、13、12、11脚分别连接U₇₆的3、4、5、6脚，其10脚连接U₉₅的3脚；

(5)小数点保持及输出驱动电路是由两个4位双向移位寄存器74LS194、即U₇₆、U₉₅以及74LS07缓冲/驱动门电路U₇₇、U₇₈、U₇₉、U₈₀和U₉₄构成的，其接法是，U₇₆、U₉₅的1、9、10脚通过电阻R₅₇连接+5V电源，U₇₆、U₉₅的11脚与U₅₁的6脚相连接，U₇₆的15、14、13、12脚分别对应的与缓冲/驱动门电路U₇₉、U₈₀、U₇₈、U₇₇的输入端相连接，U₇₉、U₈₀、U₇₈、U₇₇的输出端分别通过电阻R₆₅、R₄₇、R₄₈、R₄₉和依次表示个、十、百、千位的LED七段显示器中的小数点显示位dp相连接，U₉₅的15脚与缓冲/驱动门电路U₉₄的输入端相连接，U₉₄的输出端通过电阻R₅₀与显示万位小数点的D₁₆相连接，D₁₆是发光二极管LED；U₅₁的6脚在时间计数电路启动计数后的第5248个us时会输出一个脉冲，该脉冲的上升沿会把经过U₇₁、U₇₅处理后得到的唯一的一个小数点信号送出显示。

第二十五电路单元是数码显示电路，用于即时显示被测电流的值，其包括四个BCD-七段译码/驱动器74LS47、限流电阻以及四个LED七段数码显示器和一个LED发光二极管；其与第二十三电路单元的两个地址线并联的存储器的数据口线I/O进行连接。

所述第二十五电路单元采用LED七段数码显示器或者液晶显示器。在以下的实施例中，显示器U₆₃、U₆₄、U₆₅、U₆₆是采用LED七段数码显示器，显示器中的小数点显示位dp依次用来表示个位、十位、百位、千位的小数点，即U₆₃中的dp表示个位小数点，U₆₄中的dp表示十位小数点，U₆₅中的dp表示百位小数点，U₆₆中的dp表示千位小数点，发光二极管D₁₆用来表示万位小数点；四个LED七段数码显示器和显示器中的dp以及D₁₆共同组成的数码显示电路可以用来即时显示大范围的被测电流值。

本发明采用以上技术方案，利用测量用电流互感器的二次电流经过电阻转换成的、且经过电子线路的滤除谐波干扰等处理、其波形幅值与一次电流成比例的正弦波形信号，也称被测正弦电流波形信号，通过电路使被测正弦电流波形信号过零时和到达比较电压时产生的时间计数启动脉冲和时间截获脉冲对一个时间数据应用模块进行控制、获取该正弦电流波形信号经过零点后、在Hus内该正弦电流波形信号幅值所能到达的某一个比较电压时的采样时间t值并以该采样时间t值作为存储器地址直接读取时间数据应用模块中连接的存储器的相应地址存储单元中的数据来取得被测电流每一个周波的测量值，可实现连续测量和小数点的自动转换，从1mv到10000mv及以上范围内的信号均可测量，是一款形式新颖、原理简单、测量快速、量程宽广、精确度高的新型电力测量装置，可灵活应用于不同需求、不同场合，其装置输出的数字量信号可作为量值显示，可参与功率计算或电能计量，可传送到其他需要应用这种数字化量值的设备，还可作为一种简便的电流后备保护，同时这种方法还可以应用于对工频电压的测量。本发明具有明显的技术优势和显著的社会经济效果。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；

图1本发明时间t与正弦波形的幅值I_m的关系示意图；

图2本发明一种测量装置的电路框图；

图3本发明一种测量装置的电路接线示意图之一；

图4本发明一种测量装置的电路接线示意图之二；

图5本发明一种测量装置的电路接线示意图之三；

图6本发明一种测量装置的电路接线示意图之四；

图7本发明一种测量装置的电路接线示意图之五；

图8本发明一种测量装置的电路接线示意图之六；

图9本发明一种测量装置的电路接线示意图之七。

具体实施方式

如图1至9之一所示，本发明一种工频电流测量方法，应用于测量装置，且该测量装置的输入信号为测量用电流互感器的二次电流经过电阻转换成的、且经过电子线路的滤除谐波干扰等处理、其波形幅值与一次电流成比例的正弦波形信号，也称被测正弦电流波形信号，其包括，一种工频电流测量方法及应用该方法的电流测量装置。其电流测量方法包括一个电流测量公式，通过该公式计算得到数据以及把这些数据编制成转换表、存入存储器的方法。其应用该方法的电流测量装置包括一个前置的电压跟随器；一个正弦电流波形过零时产生时间计数启动脉冲的时间启动模块；一个正弦电流波形到达比较电压时产生时间截获脉冲的时间截获模块；一个受时间启动脉冲和时间截获脉冲控制的时间数据应用模块，且该时间数据应用模块中连接有已存入转换表数据的存储器。为了加深理解，以下结合电力***频率为50HZ的实例作进一步具体说明。

一种工频电流的测量方法包括一个电流测量公式、通过该公式计算得到数据以及把这些数据编制成转换表、存入存储器的方法；其步骤：

(1)根据正弦电流的数学表达式，当正弦电流波形的初始值为零或者说它的初相位为零时，其数学表达式为：i＝I_msinωt，式中，i表示正弦电流的瞬时值；I_m表示正弦电流瞬时值中最大的值称为幅值；ω＝2πf，在本实施例中的电力***频率为每秒50HZ，把2π以360°表示；把每秒时间改为以微秒表示，t也以微秒来表示50HZ的正弦电流波形过零以后到达该电流瞬时值i的时间；进一步的，把I_m表示为一个被测正弦电流的幅值，把i表示为被测正弦电流的瞬时值或者说是一个设定的瞬时值、或者说是一个比较值I_bj，t表示被测的正弦电流波形信号过零后到达比较电压I_bj时的时间值，那么，上述的数学表达式演变成一个50HZ的工频电流测量公式：

依据该电流测量公式，只要已知I_bj的值且获得被测的正弦电流波形信号过零后到达比较电压I_bj时的时间t值、即采样时间t值，就可以得知被测正弦电流波形幅值I_m，从而完成对一个被测电流的测量。如图1所示，图中，随着被测正弦电流波形信号与比较电压I_bj产生的交点、即采样时间t的变化，正弦波形信号幅值也随着相应的变化。

(2)额定频率f为50HZ的正弦电流波形其一个周波的时间为20ms，在一个半波内由过零点开始到达其幅值所需的时间为Hus，是1/4个T的时间，即5000us。在实际的电流测量应用中，电流测量、计量在每个周波中测量一次就已足够、且涉及的精确度为千分之二以上时已能满足计量需求，所以本发明装置中只设置正的比较电压值且时间t的变量设定在正弦电流波形信号由负到正过零时开始到5000us为止的范围内，并且表格中每一个I_m值取一个四位十进制数就可以满足使用要求。设定I_bj＝1mv，把时间t作为一个变量，且由1us开始、按每次递增1us,一直到5000us为止，按照时间t由小到大的顺序分别一一代入电流测量公式中的t计算得到5000个I_m的值，I_m的值是7位以上的十进制数；按照时间t值由小到大的顺序把5000个I_m的值编制成表格(参考附表)，该表格称为“时间t值与正弦波形幅值I_m值转换表”，简称“转换表”。把表格中的每个时间t值以16位二进制数表示、按照时间t值由小到大的顺序依次作为存储器的地址把表格中与时间t相对应的I_m数值的前4位十进制数采用四位二-十进制BCD码表示一个十进制数的形式存入存储器的存储单元中，存入4位十进制的数值时都无须考虑到小数点的位置；一个字节存储单元可以存放二个四位二-十进制BCD码也就是2个十进制数，只需二个字节的存储单元即可存入4个十进制数，因此使用两个8K×8的存储器。其中，第(1)个存储器U₅₇的一个存储地址的存储单元内存放一个4位十进制数I_m数值的前两位的数字，存储单元的前半字节存放该4位十进制数前两位中的第一位数字的BCD码，且存储器的I/O₀、I/O₁、I/O₂、I/O₃依次连接BCD-七段译码器/驱动器U₅₉的7、1、2、6脚，存储单元的后半字节存放该4位十进制数前两位中的第二位数字的BCD码，且存储器的I/O₄、I/O₅、I/O₆、I/O₇依次连接BCD-七段译码器/驱动器U₆₀的7、1、2、6脚；第(2)个存储器U₅₈的一个存储地址的存储单元内存放一个4位十进制数I_m数值的后两位的数字，存储单元的前半字节存放该4位十进制数后两位中的第一位数字的BCD码，且存储器的I/O₀、I/O₁、I/O₂、I/O₃依次连接BCD-七段译码器/驱动器U₆₁的7、1、2、6脚，存储单元的后半字节存放该4位十进制数后两位中的第二位数字的BCD码，且存储器的I/O₄、I/O₅、I/O₆、I/O₇依次连接BCD-七段译码器/驱动器U₆₂的7、1、2、6脚；

从图(1)和附表中可以看出，当时间t值大于318us时，每一个相邻的7位及7位以上的I_m值之间的值都相差较少、其分辨率都逐次升高，当时间t值小于318us时，每一个相邻的7位及7位以上的I_m值之间的值都相差较多、其分辨率都逐次降低，并且当采样时间t值为318us时其波形幅值近似等于比较电压值的10.0264倍，因此318us是一个标志性的分界点；当采样时间t小于318us时就会影响测量的精确度，使该表格只能用在比较电压值1mv的1～10倍的测量范围内，超过该范围则误差逐步增大；根据采样时间t为318us时其波形幅值近似等于比较电压值10倍的这一特点，在第一比较电压1mv以上再设置一个10mv的第二比较电压，当被测的正弦电流波形信号幅值I_m超过10mv以上时，其正弦波形信号与第二比较电压10mv的交点即明显地处在其幅值的附近、即时间t值明显大于318us而略小于5000us的位置，从而使获得的I_m的值依然能够保持高分辨率和高精确度。假设第一比较电压I_bj1为1mv，对应的被测的正弦电流波形信号幅值用I_m1表示；第二比较电压I_bj2为10mv，对应的被测的正弦电流波形信号幅值用I_m2表示；则：

$I_{m1}=I_{bj1}\×\frac{1}{sin({0.018}^0\×t)}=1mv\×\frac{1}{sin({0.018}^0\×t)}---\left(1\right)$

$I_{m2}=I_{bj2}\×\frac{1}{\sin ({0.018}^0\×t)}=10mv\×\frac{1}{sin({0.018}^0\×t)}---\left(2\right)$

当上式(1)、(2)中的t为同一个时间数值时，将式(2)除以式(1)，得到：

I_m2＝10×I_m1——(3)

从(1)、(2)、(3)式可知，当第二比较电压I_bj2为第一比较电压I_bj1的10倍、且在相同的时间t时，幅值I_m2等于幅值I_m1的10倍，即幅值I_m1和幅值I_m2的有效数字相同，只要把幅值I_m1的小数点向右移动一位就是幅值I_m2的值。同样的道理，可以再设置第三比较电压100mv、第四比较电压1v和第五比较电压10v，当被测的正弦电流波形信号的幅值超过100mv、1v、10v时，其相应的正弦波形信号的幅值与幅值I_m1也是100、1000、10000倍的关系，其有效数字完全相同，把幅值I_m1的小数点依据其相应的倍数关系依次向右移动二、三、四位就可以了。这表明，以I_bj1＝1mv时用时间t值作为变量所计算出来的“时间t值与正弦波形幅值I_m值转换表”也完全适用于被测正弦电流波形幅值超过10mv、100mv、1v、10v时的测量应用。在±15v的电源***中比较电压的设置最多只能是五个，最低的是1mv，最高的是10v，分别是1mv、10mv、100mv、1000mv即1v、10000mv即10v，后一个值是前一个值的10倍。

如图2所示，一个应用本发明方法的测量装置，其包括一个前置的电压跟随器，一个正弦波形信号过零时产生时间计数启动脉冲的时间启动模块，一个正弦波形信号依次到达多个设置的比较电压时产生时间截获脉冲的时间截获模块以及一个受时间启动脉冲和时间截获脉冲控制的、用来获取被测正弦电流波形信号过零后到达比较电压值时的采样时间t值并把该采样时间t值作为与该模块连接的存储器的地址直接读取该存储器相应地址中的存储数据的时间数据应用模块；

如图3至9之一所示，其中，前置电压跟随器U₁由一个运放OP-07构成，一个由测量用电流互感器的二次电流经过电阻转换成的、且经过滤除谐波干扰等处理、其波形幅值与一次电流成比例的正弦波形信号、也称被测正弦电流波形信号，输入到U₁的同相输入端V_IN，U₁的反相输入端与其输出端V₁相连接，其输出端V₁输出的信号分成六路，分别输出到第一、四、五、六、七、八电路单元中的运放U₉、U₁₃、U₁₂、U₁₁、U₁₀、U₁₀₁的同相输入端；

时间启动模块包括第一、二、三电路单元；

第一电路单元是由一个运放OP-37构成具有开环增益的电压比较电路并后接TTL电平转换接口电路再把高电平的矩形波微分且输出的电路单元，OP-37作为电压比较器U₉，其接法是，电压跟随器U₁的输出端V₁和电阻R₁₂的一端相连接，电阻R₁₂的另一端和U₉的同相输入端相连接，电阻R₁₃的另一端和U₉的反相输入端相连接，U₉的输出端和电阻R₂₃的一端相连接，R₂₃的另一端和R₂₄的一端相连接，R₂₄的另一端连接模拟地，电容C₁和R₂₄并联，C₁和R₂₄并联接入使用能增强电路的滤波能力，R₂₃的另一端还和有施密特触发器的与非门U₁₄的两个输入端相连接，二极管D₁的输入端和U₁₄的两个输入端相连接，其输出端连接+5v，二极管D₂的输出端连接D₁的输入端，D₂的输入端连接数字地，U₁₄的输出端和与非门U₁₅的两个输入端相连接，第一电路单元有两个输出端，U₁₅的输出端V₁₅是第一电路单元的第一个输出端，其输出的高电平的矩形波脉冲分成两路，一路作为时间启动脉冲输出到第二十电路单元中的依次连接的四个计数器的端和第二十一电路单元中的依次连接的四个寄存器的端，另一路输出到电容C₇的一端，C₇的另一端和电阻R₃₄的一端相连接，R₃₄的另一端连接数字地，C₇的另一端还和二极管D₁₁的输入端相连接，D₁₁的输出端V₂₅是第一电路单元第二个输出端，其把高电平矩形波脉冲微分，D₁₁输出端V₂₅和第三电路单元中U₂₅的同相输入端相连接；第三电路单元输出的是用于小数点的位置复位的复位脉冲；

第二电路单元是一个零点电压调整电路单元，运放OP-07作为该电路中的电压跟随器U₂，U₂的输出端V₂作为电路单元的输出端；其接法是，可调电阻R₁的一端连接+15v，另一端连接-15v，可调整端连接电阻R₂的一端，R₂的另一端连接电阻R₃的一端，R₃的另一端连接模拟地，R₂的另一端还和U₂的同相输入端相连接，其反相输入端和输出端V₂相连接，其输出端V₂和电阻R₁₃的一端相连接；

第三电路单元是把第一电路单元的第二个输出端、即二极管D₁₁输出的已经经过微分的复位脉冲再次和U₂₅的反相输入端上的调整电压进行比较，从而在U₂₅的输出端获得高电平的更尖、窄的脉冲，这个脉冲经过第三电路单元的输出端、即反相器U₂₇的反相输出后成为低电平的尖、窄的用于小数点的位置复位的复位脉冲，其接法是，D₁₁的输出端V₂₅和电阻R₃₅的一端相连接，R₃₅的另一端连接数字地，电容C₈和R₃₅并联，C₈和R₃₅并联接入使用能增强电路的滤波能力，D₁₁的输出端V₂₅还和U₂₅的同相输入端相连接，U₂₅是一个运放OP-37，电压基准集成电路U₇输出的用于调整脉冲宽度的调整电压通过电压跟随器U₂₄及电阻R₃₃和U₂₅的反相输入端相连接，U₂₅的输出端和电容C₁₄的一端相连接，C₁₄的另一端和电阻R₄₁的一端相连接，R₄₁的另一端连接数字地，C₁₄的另一端还和反相器U₂₇的输入端相连接，U₂₇的输出端V₂₇作为第三电路单元的输出端和第二十四电路单元中的第一个四S-R锁存器U₄₀的四个端、即1、5、10、14脚和第二个四S-R锁存器U₉₃的一个端、即1脚相连接；

时间截获模块包括第四、五、六、七、八、九、十、十一、十二、十三、十四、十五、十六电路单元；

第四、五、六、七、八电路单元是电路结构、所使用的元器件型号、参数完全一样的五个电压比较电路单元，分别由运放OP-37构成具有开环增益的电压比较电路并后接TTL电平转换接口电路再把高电平的矩形波微分且输出的电路单元，并且五个电路单元的每一个电路单元都有两个输出端，电路单元的第一个输出端分别是所在电路单元中的第一个有施密特触发器的与非门的输出端，其输出的低电平矩形波脉冲分成两路，一路用作确定小数点位置的信号，被分别连接到第二十四电路单元中的两个74LS279四S-R锁存器U₄₀和U₉₃中的对应的五个端、即置位端，另一路连接到下一个与非门的两个输入端；电路单元的第二个输出端分别是所在电路单元中最后一个二极管的输出端，其输出的是高电平的时间截获尖脉冲，且都和第十六电路单元中运放的同相输入端相连接；电路中的有施密特触发器的与非门是74LS132，其包括U₁₄、U₁₅、U₁₆、U₁₇、U₁₈、U₁₉、U₂₀、U₂₁、U₂₂、U₂₃、U₁₀₂、U₁₀₃。第四电路单元的接法是，电压跟随器U₁的输出端V₁和电阻R₂₀的一端相连接，电阻R₂₀的另一端和U₁₃的同相输入端相连接，电阻R₂₁的另一端和U₁₃的反相输入端相连接，U₁₃的输出端和电阻R₃₁的一端相连接，R₃₁的另一端和R₃₂的一端相连接，R₃₂的另一端连接模拟地，电容C₅和R₃₂并联，C₅和R₃₂并联接入使用能增强电路的滤波能力(类似的电容和电阻的并联在第五、六、七、八电路单元中也有，作用相同，不再说明)，R₃₁的另一端还和U₂₂的两个输入端相连接，二极管D₉的输入端和U₂₂的两个输入端相连接，其输出端连接+5v电源，二极管D₁₀的输出端连接D₉的输入端，D₁₀的输入端连接数字地，U₂₂的输出端V₂₂是第四电路单元的第一个输出端，其输出的低电平矩形波脉冲分成两路，一路用作确定小数点位置的信号，被连接到U₄₀中的2、3脚，另一路连接到U₂₃的两个输入端；U₂₃的输出端和电容C₁₃的一端相连接，C₁₃的另一端和电阻R₄₀的一端相连接，R₄₀的另一端连接数字地，C₁₃的另一端还和二极管D₁₅的输入端相连接，D₁₅的输出端V₂₆是第四电路单元的第二个输出端，其输出的是高电平的时间截获尖脉冲，其和第十六电路单元中U₂₆的同相输入端相连接；第五电路单元的接法是，电压跟随器U₁的输出端V₁和电阻R₁₈的一端相连接，电阻R₁₈的另一端和U₁₂的同相输入端相连接，电阻R₁₉的另一端和U₁₂的反相输入端相连接，U₁₂的输出端和电阻R₂₉的一端相连接，R₂₉的另一端和R₃₀的一端相连接，R₃₀的另一端连接模拟地，电容C₄和R₃₀并联，R₂₉的另一端还和U₂₀的两个输入端相连接，二极管D₇的输入端和U₂₀的两个输入端相连接，其输出端连接+5v电源，二极管D₈的输出端连接D₇的输入端，D₈的输入端连接数字地，U₂₀的输出端V₂₀是第五电路单元的第一个输出端，其输出的低电平矩形波脉冲分成两路，一路用作确定小数点位置的信号，被连接到U₄₀中的6脚，另一路连接到U₂₁的两个输入端；U₂₁的输出端和电容C₁₂的一端相连接，C₁₂的另一端和电阻R₃₉的一端相连接，R₃₉的另一端连接数字地，C₁₂的另一端还和二极管D₁₄的输入端相连接，D₁₄的输出端V₂₆是第五电路单元的第二个输出端，其输出的是高电平的时间截获尖脉冲，其和第十六电路单元中U₂₆的同相输入端相连接；第六电路单元的接法是，电压跟随器U₁的输出端V₁和电阻R₁₆的一端相连接，电阻R₁₆的另一端和U₁₁的同相输入端相连接，电阻R₁₇的另一端和U₁₁的反相输入端相连接，U₁₁的输出端和电阻R₂₇的一端相连接，R₂₇的另一端和R₂₈的一端相连接，R₂₈的另一端连接模拟地，电容C₃和R₂₈并联，R₂₇的另一端还和U₁₈的两个输入端相连接，二极管D₅的输入端和U₁₈的两个输入端相连接，其输出端连接+5v电源，二极管D₆的输出端连接D₅的输入端，D₆的输入端连接数字地，U₁₈的输出端V₁₈是第六电路单元的第一个输出端，其输出的低电平矩形波脉冲分成两路，一路用作确定小数点位置的信号，被连接到U₄₀中的15脚，另一路连接到U₁₉的两个输入端；U₁₉的输出端和电容C₁₁的一端相连接，C₁₁的另一端和电阻R₃₈的一端相连接，R₃₈的另一端连接数字地，C₁₁的另一端还和二极管D₁₃的输入端相连接，D₁₃的输出端V₂₆是第六电路单元的第二个输出端，其输出的是高电平的时间截获尖脉冲，其和第十六电路单元中U₂₆的同相输入端相连接；第七电路单元的接法是，电压跟随器U₁的输出端V₁和电阻R₁₄的一端相连接，电阻R₁₄的另一端和U₁₀的同相输入端相连接，电阻R₁₅的另一端和U₁₀的反相输入端相连接，U₁₀的输出端和电阻R₂₅的一端相连接，R₂₅的另一端和R₂₆的一端相连接，R₂₆的另一端连接模拟地，电容C₂和R₂₆并联，R₂₅的另一端还和U₁₆的两个输入端相连接，二极管D₃的输入端和U₁₆的两个输入端相连接，其输出端连接+5v电源，二极管D₄的输出端连接D₃的输入端，D₄的输入端连接数字地，U₁₆的输出端V₁₆是第七电路单元的第一个输出端，其输出的低电平矩形波脉冲分成两路，一路用作确定小数点位置的信号，被连接到U₄₀中的11、12脚，另一路连接到U₁₇的两个输入端；U₁₇的输出端和电容C₉的一端相连接，C₉的另一端和电阻R₃₆的一端相连接，R₃₆的另一端连接数字地，C₉的另一端还和二极管D₁₂的输入端相连接，D₁₂的输出端V₂₆是第七电路单元的第二个输出端，其输出的是高电平的时间截获尖脉冲，其和第十六电路单元中U₂₆的同相输入端相连接；第八电路单元的接法是，电压跟随器U₁的输出端V₁和电阻R₆₀的一端相连接，电阻R₆₀的另一端和U₁₀₁的同相输入端相连接，电阻R₆₁的另一端和U₁₀₁的反相输入端相连接，U₁₀₁的输出端和电阻R₆₃的一端相连接，R₆₃的另一端和R₆₂的一端相连接，R₆₂的另一端连接模拟地，电容C₂₀和R₆₂并联，R₆₃的另一端还和U₁₀₂的两个输入端相连接，二极管D₂₀的输入端和U₁₀₂的两个输入端相连接，其输出端连接+5v电源，二极管D₂₁的输出端连接D₂₀的输入端，D₂₁的输入端连接数字地，U₁₀₂的输出端V₁₀₂是第八电路单元的第一个输出端，其输出的低电平矩形波脉冲分成两路，一路用作确定小数点位置的信号，被连接到U₉₃中的2、3脚，另一路连接到U₁₀₃的两个输入端；U₁₀₃的输出端和电容C₂₁的一端相连接，C₂₁的另一端和电阻R₆₄的一端相连接，R₆₄的另一端连接数字地，C₂₁的另一端还和二极管D₂₂的输入端相连接，D₂₂的输出端V₂₆是第八电路单元的第二个输出端，其输出的是高电平的时间截获尖脉冲，其和第十六电路单元中U₂₆的同相输入端相连接；

第九、十、十一、十二、十三电路单元分别是由分压电阻和运放OP-07作为电压跟随器构成的比较电压的输出电路，其接法是，第九电路单元的电阻R₁₀的一端和电压基准集成电路AD581、即U₈的输出端V_out相连接，R₁₀的另一端和电阻R₁₁的一端相连接，R₁₁的另一端连接模拟地，R₁₀的另一端还和U₆的同相输入端相连接，U₆的反相输入端和输出端V₆相连接，U₆的输出端V₆输出第一比较电压1mv，其输出端V₆和第四电路单元中的电阻R₂₁的一端相连接；第十电路单元的电阻R₈的一端和U₈的输出端V_out相连接，R₈的另一端和电阻R₉的一端相连接，R₉的另一端连接模拟地，R₈的另一端还和U₅的同相输入端相连接，U₅的反相输入端和输出端V₅相连接，U₅的输出端V₅输出第二比较电压10mv，其输出端V₅和第五电路单元中的电阻R₁₉的一端相连接；第十一电路单元的电阻R₆的一端和U₈的输出端V_out相连接，R₆的另一端和电阻R₇的一端相连接，R₇的另一端连接模拟地，R₆的另一端还和U₄的同相输入端相连接，U₄的反相输入端和输出端V₄相连接，U₄的输出端V₄输出第三比较电压100mv，其输出端V₄和第六电路单元中的电阻R₁₇的一端相连接；第十二电路单元的电阻R₄的一端和U₈的输出端V_out相连接，R₄的另一端和电阻R₅的一端相连接，R₅的另一端连接模拟地，R₄的另一端还和U₃的同相输入端相连接，U₃的反相输入端和输出端V₃相连接，U₃的输出端V₃输出第四比较电压1v，其输出端V₃和第七电路单元中的电阻R₁₅的一端相连接；第十三电路单元的U₁₀₀的同相输入端和U₈的输出端V_out相连接，U₁₀₀的反相输入端和输出端V₁₀₀相连接，U₁₀₀的输出端V₁₀₀输出第五比较电压10v，其输出端V₁₀₀和第八电路单元中的电阻R₆₁的一端相连接；

第十四电路单元由MC1403电压基准集成电路U₇和可调电阻R₂₂、电容C₆及两个运放OP-07作为电压跟随器的U₂₄、U₈₁和电阻R₃₃、R₅₈构成，U₇输出的电压分成两路，分别通过U₂₄及电阻R₃₃、U₈₁及电阻R₅₈输入到第三、十六电路单元中运放的反相输入端，其接法是，U₇的1脚连接+5v电源，3脚连接数字地，电容C₆的一端连接U₇的2脚，另一端连接数字地，可调电阻R₂₂的一端连接U₇的2脚，另一端连接数字地，R₂₂的可调整端连接U₂₄的同相输入端，U₂₄的反相输入端和输出端相连接，其输出端连接电阻R₃₃的一端，R₃₃的另一端连接第三电路单元中U₂₅的反相输入端，R₂₂的可调整端还连接U₈₁的同相输入端，U₈₁的反相输入端和输出端相连接，其输出端连接电阻R₅₈的一端，R₅₈的另一端连接第十六电路单元中U₂₆的反相输入端；R₂₂的可调整端输出的电压称为调整电压，用于第三、十六电路单元输出的脉冲进行脉冲宽度的调整，其调整的方法是，适当调整R₂₂的可调整端，使可调整端输出的调整电压略低于输入到U₂₅、U₂₆的同相输入端的脉冲的最高电压即可；

第十五电路单元是型号为AD581的电压基准集成电路U₈，其电源端+V_S接+15v电源，接地端连接模拟地，输出端V_OUT输出稳定的10v基准电压分别连接到第九、十、十一、十二电路单元中的电阻R₁₀、R₈、R₆和R₄的一端，第十三电路单元的U₁₀₀的同相输入端和U₈的输出端V_OUT相连接；

第十六电路单元是把第四、五、六、七、八电路单元的第二个输出端输出的信号再进行调整后输出的电路，其输出的是一个、至多为五个的更尖、窄的时间截获脉冲或脉冲串，该电路单元的输出端和第二十一电路单元的CP端相连接；其接法是，把D₁₅、D₁₄、D₁₃、D₁₂、D₂₂的输出端V₂₆连接到U₂₆的同相输入端，电阻R₃₇的一端连接U₂₆的同相输入端，另一端连接数字地，电容C₁₀和R₃₇并联，C₁₀和R₃₇并联接入使用能增强电路的滤波能力，U₂₆是一个运放OP-37，电压基准集成电路U₇输出的用于调整脉冲宽度的调整电压通过电压跟随器U₈₁及电阻R₅₈和U₂₆的反相输入端相连接，从D₁₅、D₁₄、D₁₃、D₁₂、D₂₂分别输出的已经经过微分的时间截获脉冲又一次通过U₂₆的同相输入端和反相输入端上的、经由电压跟随器U₈₁及电阻R₅₈输入的调整电压进行比较，从而在U₂₆的输出端获得更尖、更窄的时间截获脉冲，U₂₆的输出端和电容C₁₅的一端相连接，C₁₅的另一端和电阻R₄₂的一端相连接，R₄₂的另一端连接数字地，C₁₅的另一端还和反相器U₂₈的输入端相连接，U₂₈的输出端和反相器U₂₉的输入端相连接，U₂₉的输出端V₂₉作为第十六电路单元的输出端和第二十一电路单元的四个依次连接的寄存器的第11脚CP端相连接；

时间数据应用模块，它受时间启动脉冲和时间截获脉冲控制，是用来获取被测的正弦电流波形过零后到达比较电压时的采样时间t值并把该采样时间t值作为存储器地址直接读取与该模块相连接的存储器相应地址中存储的数据的应用模块，与该模块相连接的存储器采用电擦除可编程只读存储器EEPROM；该应用模块包括第十七、十八、十九、二十、二十一、二十二、二十三、二十四、二十五电路单元；

如图6所示，第十七电路单元是第一保持脉冲电路，是74LS08四2输入与门U₅₁中的一个门电路，其一个输入端、即U₅₁的1脚和第二十电路单元的16个数据输出端输出的16位二进制数中的第11位、即U₄₃的12脚相连接，另一个输入端、即U₅₁的2脚和16位二进制数中的第13位、即U₄₄的14脚相连接，第十七电路单元的输出端、即U₅₁的3脚在时间计数电路启动计数后的第5120us时输出第一保持脉冲，其输出分成两路，一路输入到第二十二电路单元中的四个依次连接的寄存器U₅₃、U₅₄、U₅₅和U₅₆的11脚，另一路输入到第十八电路单元的一个输入端、即U₅₁的4脚；

第十八电路单元是第二保持脉冲电路，是U₅₁中的另一个门电路，其一个输入端、即U₅₁的4脚和U₅₁的3脚相连接，另一个输入端、即U₅₁的5脚和第二十电路单元的16个数据输出端输出的16位二进制数中的第8位、即U₄₂的11脚相连接，第十八电路单元的输出端、即U₅₁的6脚V_51.6在时间计数电路启动计数后的第5248us时输出第二保持脉冲，第二保持脉冲输入到第二十四电路单元中的两个4位双向移位寄存器U₇₆和U₉₅的11脚；

第一保持脉冲电路和第二保持脉冲电路是为了把暂存的采样时间数据和小数点信息至少保持20ms、即一个周波的时间而设置的；其设置的条件是，第一保持脉冲及第二保持脉冲出现的时间应大于时间计数电路启动计数后的5000us，第一保持脉冲及第二保持脉冲出现的时间应小于10ms，第一保持脉冲出现的时间应该比第二保持脉冲早，设置该两个脉冲时所用的硬件最少；据前述条件，其设置方法是，把十进制数5120转换成二进制数、即0001，0100，0000，0000，当该二进制数的第11、13位同时出现高电平时即为十进制数的5120，该二进制的第11、13位的连接方法如前所述；同样的，把十进制数5248转换成二进制数、即0001，0100，1000，0000，当该二进制数的第8、11、13位同时出现高电平时即为十进制数的5248，其连接方法如前所述；

第十九电路单元是10MHZ脉冲产生及十分频电路，其接法是，74LS04六反相器U₄₆的第1、2脚之间连接电阻R₅₅，第3、4脚之间连接R₅₆，第2、3脚之间连接C₁₇，第1、4脚之间连接10MHZ晶体振荡器，第2脚和第13脚相连接，第12脚和74LS160十进制同步计数器U₄₅的第2脚CP端相连接，U₄₅的第1、7、9和10脚通过电阻R₅₄与+5V电源连接，第15脚输出10MHZ经十分频后的1MHZ脉冲，即每微秒为1个脉冲，U₄₅的第15脚的输出连接到第二十电路单元的四个同步计数器的第2脚CP端；

第二十电路单元是由四个74LS161四位二进制同步计数器U₄₁、U₄₂、U₄₃、U₄₄依次连接而成的一个16位二进制的时间脉冲计数电路，其输出的是一个由零开始、每次递增1us的16位二进制数；其接法是，U₄₁的第15脚连接U₄₂的第10脚，U₄₂的第15脚连接U₄₃的第10脚，U₄₃的第15脚连接U₄₄的第10脚，四个计数器的第2脚CP端与U₄₅的第15脚相连接，四个计数器的第7、9脚和U₄₁的第10脚通过电阻R₅₄与+5V电源相连接，四个计数器的第1脚端和第一电路单元的第一个输出端、即U₁₅的输出端相连接，U₄₁的第14脚是这个16位二进制数的最低位，U₄₄的第11脚是这个16位二进制数的最高位，四个计数器共16个数据输出端一一对应连接到第二十一电路单元的16个数据输入端，即把U₄₁、U₄₂、U₄₃、U₄₄每个计数器的第14、13、12、11脚依次一一对应接入U₄₇、U₄₈、U₄₉、U₅₀每个寄存器的第3、4、5、6脚；

第二十一电路单元是由四个74LS194即4位双向移位寄存器U₄₇、U₄₈、U₄₉、U₅₀依次连接且以并入-并出方式工作的时间数据暂存电路，其4位双向移位寄存器也可以采用八D触发器等集成电路芯片来代替；其接法是，四个寄存器U₄₇、U₄₈、U₄₉、U₅₀的第1脚端和第一电路单元的第一个输出端、即U₁₅的输出端相连接，四个寄存器U₄₇、U₄₈、U₄₉、U₅₀的第11脚CP端和时间截获模块的第十六电路单元的输出端、即U₂₉的输出端相连接，四个寄存器的共16个数据输出端和第二十二电路单元的16个数据输入端一一对应相连接，即把U₄₇、U₄₈、U₄₉、U₅₀每个寄存器的第15、14、13、12脚依次一一对应接入U₅₃、U₅₄、U₅₅、U₅₆每个寄存器的第3、4、5、6脚，四个寄存器的第9、10脚连接电阻R₅₃的一端，电阻R₅₃的另一端和+5V电源连接，R₅₃的一端通过电容C₁₆连接数字地；

第二十二电路单元是由四个74LS194即4位双向移位寄存器U₅₃、U₅₄、U₅₅、U₅₆依次连接且以并入-并出方式工作的时间数据保持电路，其4位双向移位寄存器也可以采用八D触发器等集成电路芯片来代替；其接法是，四个寄存器U₅₃、U₅₄、U₅₅、U₅₆的第1脚CR端、9、10脚和电阻R₅₃的一端相连接，R₅₃的另一端和+5V电源连接，R₅₃的一端通过电容C₁₆连接数字地；四个寄存器的第11脚CP端和第十七电路单元的输出端、即U₅₁的3脚相连接，四个寄存器的16个数据输出端中的前十三个输出端、即从U₅₃的第15脚起，按顺序地，第14、13、12脚，接下是U₅₄的第15、14、13、12脚，再接下是U₅₅的第15、14、13、12脚，最后是U₅₆的第15脚，分别依次和第二十三电路单元、即第(1)个存储器U₅₇、第(2)个存储器U₅₈并联的13条地址线A₀～A₁₂一一对应相连接；

第二十三电路单元是设置成只读工作方式的两个地址线并联的8K×8位的可编程只读存储器EEPROM2864，两个存储器的存储单元中已采用四位二-十进制的BCD码的形式存入转换表中的H个I_m的值，数据的存入方法已如前所述；其接法是，U₅₇和U₅₈的第20、22脚通过电阻R₅₂连接数字地，U₅₇和U₅₈的第27脚通过电阻R₅₁连接+5V电源，U₅₇和U₅₈并联的13条地址线A₀～A₁₂依次和第二十二电路单元的16个数据输出端中的前十三个输出端、即U₅₃、U₅₄、U₅₅的15、14、13、12脚和U₅₆的15脚一一对应相连接，U₅₇和U₅₈两个存储器的数据线I/O₀～I/O₇共16条和第二十五电路单元相连接；

第二十四电路单元是小数点自动转换电路单元，它包括：(1)时间数据判断电路；(2)小数点位置确定电路；(3)8线-3线优先编码输出电路；(4)3线-8线译码输出电路；(5)小数点保持及输出驱动电路；

其电路的具体接法是：

(1)时间数据判断电路，其在第二十二电路单元、即时间数据保持电路输出并保持的时间数据大于或等于319us时输出低电平，其电路由第一个四2输入或门集成电路U₅₂、第一个四2输入与门集成电路U₆₇、第二个四2输入与门集成电路U₆₈、第二个四2输入或门集成电路U₆₉和一个反相器U₇₀构成，把第二十二电路单元第一个寄存器U₅₃的15、14、13、12脚，即对应于存储器的地址端脚A₀、A₁、A₂、A₃依次与第一个四2输入与门集成电路U₆₇的1、2、4、5脚相连接，第二个寄存器U₅₄的15、14、13、12脚，即对应于存储器的地址端脚A₄、A₅、A₆、A₇依次与第一个四2输入与门集成电路U₆₇的12、13脚和第一个四2输入或门集成电路U₅₂的1、2脚相连接，第三个寄存器U₅₅的15、14、13、12脚，即对应于存储器的地址端脚A₈、A₉、A₁₀、A₁₁依次与第二个四2输入与门集成电路U₆₈的1脚、第一个四2输入或门集成电路U₅₂的4、5、12脚相连接，第四个寄存器U₅₆的15脚，即对应于存储器的地址端脚A₁₂以及U₅₆的14脚依次与第一个四2输入或门集成电路U₅₂的13脚、第二个四2输入或门集成电路U₆₉的10脚相连接，第一个四2输入或门集成电路U₅₂的3脚与第二个四2输入或门集成电路U₆₉的1脚相连接，第一个四2输入或门集成电路U₅₂的6脚与9脚相连接，10脚与11脚相连接，第一个四2输入或门集成电路U₅₂的8脚与第二个四2输入或门集成电路U₆₉的5脚相连接，第一个四2输入与门集成电路U₆₇的3脚与10脚相连接，6脚与9脚相连接，第一个四2输入与门集成电路U₆₇的8、11脚依次与第二个四2输入与门集成电路U₆₈的5、4脚相连接，第二个四2输入与门集成电路U₆₈的2、3、6脚依次与第二个四2输入或门集成电路U₆₉的3、4、2脚相连接，第二个四2输入或门集成电路U₆₉的6脚与9脚相连接，第二个四2输入或门集成电路U₆₉的8脚与反相器U₇₀的输入端相连接，反相器U₇₀的输出端V₇₀作为时间数据判断电路的输出端分别与小数点位置判断电路中的第一与门U₃₇、第二与门U₃₈、第三与门U₃₉和第四与门U₉₀的一个输入端相连接，反相器U₇₀的输出端V₇₀在时间数据保持电路单元的数据输出端输出并保持的时间数据大于或等于319us时输出低电平，或换言之，当时间数据小于319us时反相器U₇₀的输出端输出高电平；构成本时间数据判断电路的二输入与门以及二输入或门可以用三输入、四输入与门以及三输入、四输入或门灵活代替；

(2)小数点位置确定电路是由第一反相器U₃₀、第二反相器U₃₁、第三反相器U₃₂、第四反相器U₃₃、第五反相器U₉₁、第一或门U₃₄、第二或门U₃₅、第三或门U₃₆、第四或门U₉₂、第一与门U₃₇、第二与门U₃₈、第三与门U₃₉、第四与门U₉₀和第一个四S-R锁存器U₄₀和第二个四S-R锁存器U₉₃构成的，其电路的具体接法是，把U₂₂的输出端V₂₂与U₄₀的2、3脚相连接，把U₂₀的输出端V₂₀与U₄₀的6脚相连接，把U₁₈的输出端V₁₈与U₄₀的15脚相连接，把U₁₆的输出端V₁₆与U₄₀的11、12脚相连接，把U₁₀₂的输出端V₁₀₂与U₉₃的2、3脚相连接，反相器U₂₇的输出端V₂₇与U₄₀的1、5、10、14脚和U₉₃的1脚相连接，U₇₀的输出端V₇₀分别与第一与门U₃₇、第二与门U₃₈、第三与门U₃₉和第四与门U₉₀的一个输入端相连接，U₄₀的4脚与U₃₀的输入端和U₃₇的另一个输入端相连接，U₃₀的输出端V₃₀和U₇₁的11脚相连接，U₃₇的输出端和U₃₄的一个输入端相连接，U₄₀的7脚与U₃₄的另一个输入端和U₃₈的另一个输入端相连接，U₃₄的输出端与U₃₁的输入端相连接，U₃₁的输出端V₃₁与U₇₁的12脚相连接，U₃₈的输出端和U₃₅的一个输入端相连接，U₄₀的13脚与U₃₅的另一个输入端和U₃₉的另一个输入端相连接，U₃₅的输出端与U₃₂的输入端相连接，U₃₂的输出端V₃₂与U₇₁的13脚相连接，U₃₉的输出端与U₃₆的一个输入端相连接，U₄₀的9脚与U₃₆的另一个输入端和U₉₀的另一个输入端相连接，U₃₆的输出端与U₃₃的输入端相连接，U₃₃的输出端V₃₃与U₇₁的1脚相连接，U₉₀的输出端与U₉₂的一个输入端相连接，U₉₃的4脚与U₉₂的另一个输入端相连接，U₉₂的输出端与U₉₁的输入端相连接，U₉₁的输出端V₉₁与U₇₁的2脚相连接；

(3)8线-3线优先编码输出电路是由74LS148优先编码器U₇₁、反相器U₇₂、U₇₃和U₇₄构成的，其接法是，U₇₁的11、12、13、1、2脚依次与U₃₀、U₃₁、U₃₂、U₃₃、U₉₁的输出端相连接，其5、10脚接数字地，其6、7、9脚依次连接U₇₂、U₇₃和U₇₄的输入端，U₇₂、U₇₃和U₇₄的输出端依次连接U₇₅的3、2、1脚；

(4)3线-8线译码输出电路是由74LS138译码器U₇₅构成的，其接法是，其5、4脚连接数字地，6脚通过电阻R₅₇连接+5V电源，其14、13、12、11脚分别连接U₇₆的3、4、5、6脚，其10脚连接U₉₅的3脚；

(5)小数点保持及输出驱动电路是由两个4位双向移位寄存器74LS194、即U₇₆、U₉₅以及74LS07缓冲/驱动门电路U₇₇、U₇₈、U₇₉、U₈₀和U₉₄构成的，其接法是，U₇₆、U₉₅的1、9、10脚通过电阻R₅₇连接+5V电源，U₇₆、U₉₅的11脚与U₅₁的6脚相连接，U₇₆的15、14、13、12脚即V₇₉、V₈₀、V₇₈、V₇₇，分别对应的与缓冲/驱动门电路U₇₉、U₈₀、U₇₈、U₇₇的输入端相连接，U₇₉、U₈₀、U₇₈、U₇₇的输出端分别通过电阻R₆₅、R₄₇、R₄₈、R₄₉和LED七段显示器U₆₃、U₆₄、U₆₅和U₆₆中的小数点显示位dp相连接以依次分别表示个、十、百、千位的小数点，U₉₅的15脚V₉₄与缓冲/驱动门电路U₉₄的输入端相连接，U₉₄的输出端通过电阻R₅₀与表示万位小数点的LED发光二极管D₁₆相连接，即U₆₃中的dp表示个位小数点，U₆₄中的dp表示十位小数点，U₆₅中的dp表示百位小数点，U₆₆中的dp表示千位小数点，发光二极管D₁₆用来表示万位小数点；U₅₁的6脚在时间计数电路启动计数后第5248us时会输出第二保持脉冲到U₇₆和U₉₅的11脚，该脉冲上升沿把经过U₇₁、U₇₅处理后得到的并送到U₇₆或U₉₅的数据输入端的唯一的一个小数点信号送出显示；

如图8所示，第二十五电路单元是采用BCD-七段译码器/驱动器、限流电阻、LED七段数码显示器或者是液晶显示器等常用器件组成的数码显示电路，用来即时显示被测电流值，在本实施例中是由74LS47即BCD-七段译码器/驱动器U₅₉、U₆₀、U₆₁、U₆₂、限流电阻R₄₃×7、R₄₄×7、R₄₅×7、R₄₆×7，LED七段数码显示器U₆₃、U₆₄、U₆₅、U₆₆以及个位、十位、百位、千位、万位的小数点限流电阻R₆₅、R₄₇、R₄₈、R₄₉、R₅₀和一个LED发光二极管D₁₆组成的数码显示电路，其与第二十三电路单元的两个地址线并联的存储器的数据线I/O的连接方法是，U₅₇的数据线I/O₀、I/O₁、I/O₂、I/O₃依次和U₅₉的7、1、2、6脚相连接，其输出并在U₆₃上显示的是地址线并联的两个存储器的共两个存储字节中存储的第一个十进制数字，U₅₇的数据线I/O₄、I/O₅、I/O₆、I/O₇依次和U₆₀的7、1、2、6脚相连接，其输出并在U₆₄上显示的是地址线并联的两个存储器的共两个存储字节中存储的第二个十进制数字，U₅₈的数据线I/O₀、I/O₁、I/O₂、I/O₃依次和U₆₁的7、1、2、6脚相连接，其输出并在U₆₅上显示的是地址线并联的两个存储器的共两个存储字节中存储的第三个十进制数字，U₅₈的数据线I/O₄、I/O₅、I/O₆、I/O₇依次和U₆₂的7、1、2、6脚相连接，其输出并在U₆₆上显示的是地址线并联的两个存储器的两个存储字节中存储的第四个十进制数字；U₅₉、U₆₀、U₆₁、U₆₂和限流电阻R₄₃×7、R₄₄×7、R₄₅×7、R₄₆×7以及七段数码显示器U₆₃、U₆₄、U₆₅、U₆₆及LED发光二极管D₁₆的连接属于公知知识。

本发明装置工作过程简述如下：一个经由前置的电压跟随器U₁输入的被测正弦电流波形信号由负到正过零时U₉的输出端输出约比±15V低2～3V的矩形波脉冲经电平转换接口电路转换后在第一电路单元U₁₅的输出端输出一个TTL的高电平矩形波脉冲到时间计数电路单元的U₄₁、U₄₂、U₄₃和U₄₄的1脚以及时间数据t暂存电路单元的U₄₇、U₄₈、U₄₉和U₅₀的1脚，使时间计数电路开始计数、时间数据t暂存电路单元准备随时的数据暂存；U₁₅输出的另一路对高电平矩形波脉冲进行微分并再经U₂₅调理后经由U₂₇输出端输出一个低电平的尖、窄脉冲到U₄₀的1、5、10、14脚和U₉₃的1脚，使U₄₀和U₉₃两个四s-r锁存器复位；当输入的被测正弦电流波形信号幅值超过1mv时，第四电路单元第一个输出端U₂₂输出一个低电平矩形波到U₄₀的2、3脚置位，使U₄₀的4脚输出高电平到U₃₀的输入端，U₃₀的输出端输出低电平到优先编码器U₇₁的11脚，经译码器U₇₅、移位寄存器U₇₆电路的处理后、在第二保持脉冲的上升沿作用下确定了小数点在个位的位置；U₂₂的输出端又和U₂₃的输入端相连接，U₂₃输出的高电平矩形波经过微分经由第四电路单元的第二个输出端D₁₅、通过U₂₆调理后再经由U₂₉输出一个高电平的尖、窄脉冲、即时间捕获脉冲到时间数据t暂存电路单元的U₄₇、U₄₈、U₄₉和U₅₀的11脚CP端，通过该脉冲的上升沿把输入的被测正弦电流波形信号过零后到达第一个比较电压1mv时的时间计数值、即采样时间t从时间计数电路单元的U₄₁、U₄₂、U₄₃和U₄₄的数据输出端送到U₄₇、U₄₈、U₄₉和U₅₀的数据输出端暂存起来，最后在第一保持脉冲的作用下暂存的采样时间t被保留在时间数据保持电路U₅₃、U₅₄、U₅₅、U₅₆的数据输出端并直接访问两个并联的存储器U₅₇和U₅₈，读取相应存储地址中的存储数据、完成了对幅值1mv以上的被测正弦电流波形信号的测量任务；如果被测正弦电流波形信号幅值远大于1mv、而是10mv以上时，则当该正弦波形信号幅值超过10mv时，第五电路单元第一个输出端U₂₀输出一个低电平矩形波到U₄₀的6脚置位，使U₄₀的7脚输出高电平到U₃₄的另一个输入端，致使U₃₄输出高电平到U₃₁的输入端，U₃₁输出低电平到优先编码器U₇₁的12脚，经译码器U₇₅、移位寄存器U₇₆电路的处理后、在第二保持脉冲的上升沿作用下确定了小数点在十位的位置，此时采样时间t的数值如果不低于319us，则U₇₀不会输出高电平，因此U₃₇、U₃₈、U₃₉、U₉₀都被封锁；U₂₀的输出端又和U₂₁的输入端相连接，U₂₁输出的高电平矩形波经过微分经由第五电路单元的第二个输出端D₁₄、通过U₂₆调理后再经由U₂₉输出一个高电平的尖、窄脉冲、即第二个时间捕获脉冲到时间数据t暂存电路单元的U₄₇、U₄₈、U₄₉和U₅₀的11脚CP端，通过该脉冲的上升沿刷新第一个采样时间t数据、并且把被测正弦电流波形信号过零后到达第二个比较电压10mv时的时间计数值、即采样时间t从时间计数电路单元的U₄₁、U₄₂、U₄₃和U₄₄的数据输出端送到U₄₇、U₄₈、U₄₉和U₅₀的数据输出端暂存起来，最后在第一保持脉冲的作用下暂存的第二个采样时间t被保留在时间数据保持电路U₅₃、U₅₄、U₅₅、U₅₆的数据输出端并直接访问两个并联的存储器U₅₇和U₅₈，读取相应存储地址中的存储数据、完成了对幅值10mv以上的被测正弦电流波形信号的测量任务；如果被测正弦电流波形信号幅值远大于10mv，而是100mv、1v到10v以上时，则装置工作的简要过程大体上一样。总之，一个被测正弦电流波形信号幅值如大于1、10、100、1000、10000mv，那么在相应的第四、五、六、七、八电路单元的第一个输出端就会输出低电平矩形波使U₄₀、U₉₃的相应的端置位，从而在一个被测正弦电流波形信号幅值为1、10、100、1000、10000mv时，通过第二保持脉冲确定其相应的小数点所在的个、十、百、千、万的位置；同时，相应的第四、五、六、七、八电路单元的第二个输出端就会通过第十六电路单元的输出端U₂₉输出一个脉冲或二个以上、最多是五个的时间截获脉冲串到第二十一电路单元的四个依次连接的寄存器的CP端，这连续的脉冲中，后一个脉冲总是刷新前一个脉冲所采样到的时间t值，并且后一个脉冲所截获的采样时间t值总会在第一保持脉冲出现时被送到时间数据保持电路的数据输出端上并直接访问存储器、读取出相应的存储数据，实现了测量范围由1到10、100、1000、10000的自动转换和小数点位置的自动、准确的变换。如前所述，本实施例根据实际电流测量及计量中的分辨率、精确度只要达到千分之二以上时即可满足要求，所以装置中只设置两个8K×8的存储器，用于显示一个四位十进制数的测量结果。当被测电流幅值依次大于1、10、100、1000mv时，其四个LED七段数码显示器U₆₃、U₆₄、U₆₅、U₆₆会相应显示×.×××，××.××，×××.×，××××.，显示中，小数点依次向右移动、能满足从1～9999的显示，即小数点在左起第一个×后边时该第一个×表示个位数，小数点依次向右移动，第一个×也依次表示十位数、百位数、千位数；当被测电流幅值超过10000mv时，由于U₆₃、U₆₄、U₆₅、U₆₆总共只有四个，所以此时最后的一个个位数字被缺省了，万位的小数点也以D₁₆来表示，当D₁₆点亮时，表示U₆₃、U₆₄、U₆₅、U₆₆显示的数字依次是万、千、百、十位的数字，虽然没有个位数，但依然不会降低测量的分辨率、精确度为千分之二的要求。确实需要完整显示一个万位的数字，只要增加与U₅₇、U₅₈地址线并联的第三个8K×8的存储器、另外增加一组限流电阻及一个LED七段数码显示器，并且把R₅₀和D₁₆的连接改为R₅₀和增加的第五个LED七段数码显示器中的小数点显示位dp相连接即可；在增加的第三个存储器中，按照第一、二个存储器的存储方法、即把转换表中的每个时间t值以16位二进制数表示、按照时间t值由小到大的顺序依次作为存储器的地址把表中与时间t相对应的I_m数值的第五位十进制数采用四位二-十进制BCD码表示一个十进制数的形式存入存储器的存储单元中，详细的数字存储方法和显示电路包括BCD-七段译码器/驱动器、限流电阻、LED七段数码显示器的连接方法如前所述。

通过实践发现，当被测正弦电流波形信号幅值恰好达到1、10、100、1000、10000mv且与相对应的比较电压1、10、100、1000、10000mv应当分别在第四、五、六、七、八电路单元的第一个输出端产生、却因某些原因如温飘等而没有产生用作确定小数点位置的低电平矩形波脉冲时，也就是被测电流正弦波形信号幅值和比较电压处在相交的临界点时，元器件的温度漂移会使小数点的显示出现偏差，极可能会给测量带来不应有的错误结果。比如，当一个已经具有10mv幅值的正弦波形信号到达比较电压值10mv的时候，本应当在第五电路单元的第一个输出端U₂₀产生一个用作确定小数点位置的低电平矩形波脉冲、却由于“温飘”引起误差使得该低电平矩形波无法产生、U₂₀没有输出到U₄₀的6脚用作确定小数点应当处于十位位置的低电平矩形波信号，U₄₀的7脚就没有高电平信号输出到U₃₄，使U₃₁没有低电平输出，因此小数点就还会停留在原有的个位的位置上而没有适时移动到十位的位置，导致本来应该是10.××的显示却错误的变成了1.0××。为了防止此类错误发生，使测量的范围不仅要从1mv起自动变换“档位”一直测量到10000mv，而且小数点在通常的情况下或者是在被测正弦电流波形信号幅值与比较电压处于相交的临界点状态下也能适时、准确的移动到位，根据前面已经阐明的318us是一个标志性的分界点以及采样时间t为318us时其波形幅值等于比较电压值10倍的特点，即当时间t为318us时正弦波形幅值为比较电压值值的10.0264倍，其小数点位置在十位的位置，而当时间t为319us时正弦波形幅值为比较电压值的9.99509倍，其小数点位置在个位的位置，特别设置了上述的时间数据判断电路。其设置的方法原理是，当时间数据保持电路所保持的时间值小于319us时时间数据判断电路输出高电平，而当所保持的时间值大于或等于319us时时间数据判断电路输出低电平，将十进制数319转化成十六位的二进制数0000，0001，0011，1111，当该十六位二进制数中的右起最低位、即第一位起到第六位、以及第九位同时出现高电平时，即为十进制数319；按照上面时间数据判断电路中的方法进行连接，然后和第二十四电路单元中的(2)、(3)、(4)、(5)等电路配合，就会保证小数点正确显示。比如，如前所述的一个已经具有10mv幅值的正弦波形信号到达比较电压值10mv的时候，本应当在第五电路单元的第一个输出端U₂₀产生一个用作确定小数点位置的低电平矩形波脉冲、却由于“温飘”引起误差使得该低电平矩形波无法产生、U₂₀没有输出到U₄₀的6脚用作确定小数点应当处于十位位置的低电平矩形波信号，U₄₀的7脚就没有高电平信号输出到U₃₄，使U₃₁没有低电平输出，因此小数点就还会停留在原有的个位的位置上而没有适时移动到十位的位置；由于设置了上述的时间数据判断电路，一个幅值为10mv的正弦波形信号与第一比较电压1mv会在第四电路单元的第二个输出端D₁₅产生并通过U₂₆调理后再经由U₂₉输出一个高电平的尖、窄时间捕获脉冲获取并在第一保持脉冲的作用下保持在时间数据保持电路上的采样时间t值必然是318us或是小于318的值，该被保持的t值通过时间数据判断电路输出、即U₇₀输出高电平到小数点位置确定电路的U₃₇、U₃₈、U₃₉、U₉₀的一个输入端，因为幅值10mv的正弦波形信号远大于比较电压1mv，所以U₂₂输出的低电平矩形波信号使U₄₀的2、3脚置位、U₄₀的4脚输出高电平到U₃₀的输入端和U₃₇的另一个输入端，此时U₃₇的一个输入端也被U₇₀输入了高电平，使得U₃₇的输出端输出高电平到U₃₄并导致U₃₁输出低电平到优先编码器U₇₁的12脚、又经过译码器U₇₅、寄存器U₇₆的处理后在第二保持脉冲的作用下实现了小数点从个位到十位的自动转换；U₇₀输出的高电平虽然也同时输入到U₃₈、U₃₉、U₉₀的一个输入端，但因为U₄₀的7、13、9脚没有输出高电平到它们的另一个输入端因而不被激活，因此U₃₂、U₃₃、U₉₁没有输出低电平；一旦该10mv幅值的正弦波形信号只要稍稍大于比较电压值10mv的时候，即可在第五电路单元的第一个输出端U₂₀产生并输出一个用作确定小数点位置的低电平矩形波信号到U₄₀的6脚使其置位，U₄₀的7脚输出高电平信号到U₃₄的另一个输入端，U₃₁依然输出低电平，小数点依旧处在十位的位置，使得被测正弦电流波形信号幅值和比较电压处在相交的临界点时可能发生的小数点转换错误的情形不再出现。同时第五电路单元的第二个输出端D₁₄产生并通过U₂₆调理后再经由U₂₉输出的第二个高电平的尖、窄时间捕获脉冲在刷新了前一个时间t值后、在第一保持脉冲的作用下把第二个脉冲所获取的时间t值保持在时间数据保持电路上，此时的采样时间t值已是一个远大于318的时间值了，所以U₇₀输出的是一个低电平信号，U₃₇、U₃₈、U₃₉、U₉₀被全部封锁而不起作用。其他的被测正弦电流波形信号幅值达到100、1000、10000mv且与相对应的比较电压100、1000、10000mv处在相交的临界点时的情形与前述的一样，其自动转换的过程不再重复叙述。

按本发明所述的方法及要求安装的测量装置应安置在接地的金属屏蔽箱体内且装置的电子电路板上的接地线应按规定妥善接地以防外来干扰。测量装置的输入信号为测量用电流互感器的二次电流经过电阻转换成的、且经过电子线路的滤除谐波干扰等处理、其波形幅值与一次电流成比例的正弦波形信号即被测正弦电流波形信号，该信号应使用屏蔽层接地的屏蔽信号电缆和航空插接头接入到测量装置的前置电压跟随器U₁的同相输入端V_IN，推荐使用电缆穿心式全屏蔽电子电流互感器二次侧经过信号处理电路滤除谐波及干扰等处理后输出的测量用正弦波形信号。

本发明装置的电路中，运放U₁、U₂、U₃、U₄、U₅、U₆、U₉、U₁₀、U₁₁、U₁₂、U₁₃、U₁₀₀、U₁₀₁都接±15V工作电源。除此以外，其他运放以及集成电路的正电源端接+5V工作电源，其负电源端或接地端接数字地。本发明装置的电路中，R₁₂＝R₁₃＝R₁₄＝R₁₅＝R₁₆＝R₁₇＝R₁₈＝R₁₉＝R₂₀＝R₂₁＝R₆₀＝R₆₁；R₂₃＝R₂₅＝R₂₇＝R₂₉＝R₃₁＝R₆₃；R₂₄＝R₂₆＝R₂₈＝R₃₀＝R₃₂＝R₆₂；R₃₄＝R₃₆＝R₃₈＝R₃₉＝R₄₀＝R₆₄；C₁＝C₂＝C₃＝C₄＝C₅＝C₂₀；C₇＝C₉＝C₁₁＝C₁₂＝C₁₃＝C₂₁；C₈＝C₁₀；C₁₄＝C₁₅；R₃₅＝R₃₇；R₄₁＝R₄₂。

本发明装置和测量用电流互感器配合使用，测量用电流互感器二次的被测正弦电流波形信号接入到测量装置前置电压跟随器U₁的同相输入端V_IN。通常情形下，当互感器达到额定一次电流时其二次被测正弦电流波形信号的最大幅值调整设定为10V。现举出几个范例以作说明：①当互感器额定一次电流为10A时，其二次被测正弦电流波形信号的最大幅值为10V，其互感器变比为1:1，装置的数码显示电路直接显示被测电流值；②当互感器额定一次电流为50A时，其二次被测正弦电流波形信号的最大幅值为10V，其互感器变比为5:1，把前述转换表中各个I_m值都乘以5并把得到的新的I_m值以同样的方法存入存储器，装置的数码显示电路也直接显示被测电流值而无须再乘以变比；③当互感器额定一次电流为1000A时，其二次被测正弦电流波形信号的最大幅值为10V，把装置的电路作如下些许小修改后可测量1A～1000A以上的电流：撤消第四、九电路单元；把U₇₁的11脚改接到数字地；U₃₄的一个输入端、即和U₃₇输出端相连接的那个端脚接数字地；切断U₇₉与R₆₅的连接，把U₈₀的输出通过R₆₅连接到U₆₃的小数点dp脚，相应的，把U₇₈、U₇₇、U₉₄的输出也依次向左移动分别通过R₄₇、R₄₈、R₄₉连接到U₆₄、U₆₅、U₆₆的小数点dp脚。这样当二次被测正弦电流波形信号的幅值达到10mv以上时，显示一次电流为1A以上，二次被测正弦电流波形信号的幅值达到100mv以上时，显示一次电流为10A以上，二次被测正弦电流波形信号的幅值达到1000mv、10000mv以上时，显示一次电流为100A、1000A以上。①、②中的测量下限为互感器额定电流的0.01％，精确度优于0.2％；③中的测量下限为互感器额定电流的0.1％，精确度优于0.2％；可见，本发明装置和测量用电流互感器配合使用，其性能优于现在的许多应用电流互感器测量电流的方法和装置。本装置的应用不仅局限于上述这些示例，其变化繁多、无法悉数例举。本发明也可用于对工频电压的测量。

下面的时间t值与正弦波形幅值I_m值转换表为简略的示意表。如需一个完整的转换表时，可利用测量公式自行计算。

t us	Im值	t us	Im值	t us	Im值	t us	Im值	t us	Im值	t us	Im值
												1	3183.0989	1008	3.211239	1996	1.704251	●●●	●●●●●●	3898	1.063075	4580	1.008769
2	1591.5495	1009	3.208164	1997	1.703512	3001	1.235786	3899	1.062954	4581	1.00872719 -->
												3	1061.0331	1010	3.205094	1998	1.702775	3002	1.235504	3900	1.062834	4582	1.008685
4	795.77493	●●●	●●●●●●	1999	1.702038	3003	1.235223	3901	1.062714	4583	1.008643
												5	636.62004	1130	2.876950	2000	1.701302	3004	1.234941	3902	1.062594	4584	1.008601
6	530.51680	1131	2.874514	2001	1.700566	3005	1.234660	3903	1.062474	4585	1.008560
												7	454.72878	1132	2.872083	2002	1.699832	3006	1.234380	●●●	●●●●●●	4586	1.008518
8	397.88778	1133	2.869655	●●●	●●●●●●	3007	1.234099	4010	1.050395	4587	1.008477
												9	353.67812	1134	2.867233	2222	1.555853	3008	1.233819	4011	1.050289	4588	1.008435
10	318.31041	1135	2.864814	2223	1.555271	3009	1.233539	4012	1.050183	4589	1.008394
												●●●	●●●●●●	1136	2.862400	2224	1.554689	3010	1.233259	4013	1.050078	●●●	●●●●●●
311	10.251347	1137	2.859991	2225	1.554108	●●●	●●●●●●	4014	1.049972	4801	1.001957
												312	10.218595	1138	2.857585	2226	1.553528	3350	1.151236	4015	1.049866	4802	1.001938
313	10.186052	1139	2.855184	2227	1.552948	3351	1.151030	4016	1.049761	4803	1.001918
												314	10.153717	●●●	●●●●●●	2228	1.552368	3352	1.150824	4017	1.049656	4804	1.001899
315	10.121588	1506	2.194575	2229	1.551790	3353	1.150618	4018	1.049551	4805	1.001879
												316	10.089663	1507	2.193229	2230	1.551211	3354	1.150412	4019	1.049446	4806	1.001860
317	10.057939	1508	2.191885	2231	1.550634	3355	1.150207	●●●	●●●●●●	4807	1.001841
												318	10.026415	1509	2.190542	●●●	●●●●●●	3356	1.150002	4328	1.022706	4808	1.001822
319	9.995089	1510	2.189202	2506	1.411555	3357	1.149797	4329	1.022637	4809	1.001803
												320	9.963959	1511	2.187864	2507	1.411114	3358	1.149592	4330	1.022569	4810	1.001784
●●●	●●●●●●	1512	2.186527	2508	1.410673	3359	1.149387	4331	1.022500	●●●	●●●●●●
												622	5.150236	1513	2.185192	2509	1.410232	●●●	●●●●●●	4332	1.022432	4983	1.000014
623	5.142075	1514	2.183859	2510	1.409792	3529	1.117187	4333	1.022363	4984	1.000013
												624	5.133940	1515	2.182528	2511	1.409352	3530	1.117012	4334	1.022295	4985	1.000011
625	5.125831	●●●	●●●●●●	2512	1.408912	3531	1.116837	4335	1.022227	4986	1.000010
												626	5.117748	1805	1.861669	2513	1.408473	3532	1.116663	4336	1.022159	4987	1.000008
627	5.109692	1806	1.860751	2514	1.408034	3533	1.116489	4337	1.022091	4988	1.000007
												628	5.101661	1807	1.859834	2515	1.407596	3534	1.116315	●●●	●●●●●●	4989	1.000006
629	5.093656	1808	1.858919	●●●	●●●●●●	3535	1.116141	4500	1.012465	4990	1.000005
												630	5.085676	1809	1.858004	2801	1.297499	3536	1.115967	4501	1.012415	4991	1.000004
631	5.077722	1810	1.857091	2802	1.297162	3537	1.115793	4502	1.012365	4992	1.000003
												●●●	●●●●●●	1811	1.856178	2803	1.296826	3538	1.115620	4503	1.012314	4993	1.000002
1001	3.232942	1812	1.855267	2804	1.296489	●●●	●●●●●●	4504	1.012264	4994	1.000002
												1002	3.229823	1813	1.854357	2805	1.296154	3892	1.063800	4505	1.012215	4995	1.000001
1003	3.226710	1814	1.853447	2806	1.295818	3893	1.063679	4506	1.012165	4996	1.000001
												1004	3.223603	●●●	●●●●●●	2807	1.295483	3894	1.063558	4507	1.012115	4997	1.000000
1005	3.220503	1993	1.706471	2808	1.295148	3895	1.063437	4508	1.012065	4998	1.000000
												1006	3.217409	1994	1.705730	2809	1.294813	3896	1.063316	4509	1.012016	4999	1.000000
1007	3.214321	1995	1.704990	2810	1.294478	3897	1.063195	●●●	●●●●●●	5000	1.000000

Claims (4)

1.一种工频电流的测量方法，应用于测量装置，且该测量装置的输入信号为测量用电流互感器的二次电流经过电阻转换成的、且经过电子线路的滤除谐波干扰等处理、其波形幅值与一次电流成比例的正弦波形信号，也称被测正弦电流波形信号，其特征在于：其包括一个电流测量公式、通过该公式计算得到数据、以及对这些数据的应用方法，其包括以下步骤：

(1)由正弦电流的数学表达式推导得到一个测量公式：

式中，I_m是被测的正弦电流波形信号幅值，I_bj是比较电压值，t是被测的正弦电流波形信号过零后到达比较电压I_bj时的时间值，其单位为us，f是电力***的额定频率；依据该公式，只要知道电力***频率f、比较电压值I_bj并获得被测的正弦电流波形信号过零后到达比较电压I_bj时的时间值，即获得采样时间t值时，即可求得被测电流I_m的值；

(2)额定频率的正弦电流波形信号在一个半波内由过零点开始到达其幅值所需的时间为Hus，其中H取正整数，f是电力***的额定频率，并且设定I_bj＝1mv，把时间t值由1us开始、按每次递增1us、一直到Hus为止，分别一一代入测量公式中的t计算得到H个I_m的值，把得到的I_m值数据依照时间t值的由小到大的顺序编制成表格、即附表，称为“时间t值与正弦波形幅值I_m值转换表”，简称“转换表”；

(3)把以16位二进制数表示的时间t值从1us起到Hus为止，依次作为存储器的地址并一一对应地把转换表中的H个I_m的值采用四位二-十进制的BCD码存入存储器的存储单元中，存储器采用电擦除可编程只读存储器EEPROM，存储器地址容量应大于5K，一个存储器的每一个存储单元为一个字节，可以存放2个四位二-十进制BCD码也就是2个十进制数，二个字节的存储单元存放4个十进制数，即用二个8K×8存储器，依顺序，第一个存储器存放一个十进制4位数中的前两位，第二个存储器存放一个十进制4位数中的后两位。

2.一种应用权利要求1所述的工频电流的测量方法的测量装置，该测量装置的输入信号为测量用电流互感器的二次电流经过电阻转换成的、且经过电子线路的滤除谐波干扰等处理、其波形幅值与一次电流成比例的正弦波形信号，也称被测正弦电流波形信号，其特征在于：其包括一个前置的电压跟随器；一个正弦波形信号过零时产生时间计数启动脉冲的时间启动模块，其输出时间启动脉冲；一个正弦波形信号到达比较电压值I_bj时产生时间截获脉冲的时间截获模块，其输出时间截获脉冲；以及一个受时间启动脉冲和时间截获脉冲控制的、用来获取被测正弦电流波形信号过零后到达比较电压值时的采样时间t值并把该采样时间t值作为与该模块连接的存储器的地址直接读取该存储器中的相应存储数据的时间数据应用模块；

其中，由一个运放OP-07构成前置电压跟随器的电压跟随器U₁，一个由测量用电流互感器的二次电流经过电阻转换成的、且经过滤除谐波干扰等处理、其波形幅值与一次电流成比例的正弦波形信号、也称被测正弦电流波形信号，输入到U₁的同相输入端V_IN，U₁的反相输入端与其输出端相连接，其输出端输出的信号分成六路，分别输出到第一、四、五、六、七、八电路单元中的运放U₉、U₁₃、U₁₂、U₁₁、U₁₀、U₁₀₁的同相输入端；

时间启动模块包括第一、二、三电路单元；

第一电路单元是由一个运放OP-37构成具有开环增益的电压比较电路并后接TTL电平转换接口电路再把高电平的矩形波微分且输出的电路单元，OP-37作为电压比较器U₉，其接法是，电压跟随器U₁的输出端和电阻R₁₂的一端相连接，电阻R₁₂的另一端和U₉的同相输入端相连接，电阻R₁₃的另一端和U₉的反相输入端相连接，U₉的输出端和电阻R₂₃的一端相连接，R₂₃的另一端和R₂₄的一端相连接，R₂₄的另一端连接模拟地，电容C₁和R₂₄并联，C₁和R₂₄并联接入使用能增强电路的滤波能力，R₂₃的另一端还和有施密特触发器的与非门U₁₄的两个输入端相连接，二极管D₁的输入端和U₁₄的两个输入端相连接，其输出端连接+5v，二极管D₂的输出端连接D₁的输入端，D₂的输入端连接数字地，U₁₄的输出端和与非门U₁₅的两个输入端相连接，第一电路单元有两个输出端，U₁₅的输出端是第一电路单元的第一个输出端，其输出的高电平的矩形波脉冲分成两路，一路作为时间启动脉冲输出到第二十电路单元中的依次连接的四个计数器的端和第二十一电路单元中的依次连接的四个寄存器的端，另一路输出到电容C₇的一端，C₇的另一端和电阻R₃₄的一端相连接，R₃₄的另一端连接数字地，C₇的另一端还和二极管D₁₁的输入端相连接，D₁₁的输出端是第一电路单元第二个输出端，其把高电平矩形波脉冲微分，D₁₁输出端和第三电路单元中U₂₅的同相输入端相连接；第三电路单元输出的是复位脉冲，用于小数点位置的复位；

第二电路单元是一个零点电压调整电路单元，运放OP-07作为该电路中的电压跟随器U₂，U₂的输出端作为电路单元的输出端；其接法是，可调电阻R₁的一端连接+15v，另一端连接-15v，可调整端连接电阻R₂的一端，R₂的另一端连接电阻R₃的一端，R₃的另一端连接模拟地，R₂的另一端还和U₂的同相输入端相连接，其反相输入端和输出端相连接，其输出端和电阻R₁₃的一端相连接；

第三电路单元是把第一电路单元的第二个输出端、即二极管D₁₁输出的已经经过微分的复位脉冲再次和U₂₅的反相输入端上的调整电压进行比较，从而在U₂₅的输出端获得高电平的更尖、窄的脉冲，这个脉冲经过第三电路单元的输出端、即反相器U₂₇的反相输出后成为低电平的尖、窄的用于小数点位置复位的复位脉冲，其接法是，D₁₁的输出端和电阻R₃₅的一端相连接，R₃₅的另一端连接数字地，电容C₈和R₃₅并联，C₈和R₃₅并联接入使用能增强电路的滤波能力，D₁₁的输出端还和U₂₅的同相输入端相连接，U₂₅是一个运放OP-37，电压基准集成电路U₇输出的用于调整脉冲宽度的调整电压通过电压跟随器U₂₄及电阻R₃₃和U₂₅的反相输入端相连接，U₂₅的输出端和电容C₁₄的一端相连接，C₁₄的另一端和电阻R₄₁的一端相连接，R₄₁的另一端连接数字地，C₁₄的另一端还和反相器U₂₇的输入端相连接，U₂₇的输出端作为第三电路单元的输出端和第二十四电路单元中的第一个四S-R锁存器U₄₀的四个端、即1、5、10、14脚和第二个四S-R锁存器U₉₃的一个端、即1脚相连接；

时间截获模块包括第四、五、六、七、八、九、十、十一、十二、十三、十四、十五、十六电路单元；

第四、五、六、七、八电路单元是电路结构、所使用的元器件型号、参数完全一样的五个电压比较电路单元，分别由运放OP-37构成具有开环增益的电压比较电路并后接TTL电平转换接口电路再把高电平的矩形波微分且输出的电路单元，并且五个电路单元的每一个电路单元都有两个输出端，电路单元的第一个输出端分别是所在电路单元中的第一个有施密特触发器的与非门的输出端，其输出的低电平矩形波脉冲分成两路，一路用作确定小数点位置的信号，被分别连接到第二十四电路单元中的两个74LS279四S-R锁存器U₄₀和U₉₃中的对应的五个端、即置位端，另一路连接到下一个与非门的两个输入端；电路单元的第二个输出端分别是所在电路单元中最后一个二极管的输出端，其输出的是高电平的时间截获尖脉冲，且都和第十六电路单元中运放的同相输入端相连接；电路中的有施密特触发器的与非门是74LS132，其包括U₁₄、U₁₅、U₁₆、U₁₇、U₁₈、U₁₉、U₂₀、U₂₁、U₂₂、U₂₃、U₁₀₂、U₁₀₃；第四电路单元的接法是，电压跟随器U₁的输出端和电阻R₂₀的一端相连接，电阻R₂₀的另一端和U₁₃的同相输入端相连接，电阻R₂₁的另一端和U₁₃的反相输入端相连接，U₁₃的输出端和电阻R₃₁的一端相连接，R₃₁的另一端和R₃₂的一端相连接，R₃₂的另一端连接模拟地，电容C₅和R₃₂并联，C₅和R₃₂并联接入使用能增强电路的滤波能力(类似的电容和电阻的并联在第五、六、七、八电路单元中也有，作用相同，不再说明)，R₃₁的另一端还和U₂₂的两个输入端相连接，二极管D₉的输入端和U₂₂的两个输入端相连接，其输出端连接+5v电源，二极管D₁₀的输出端连接D₉的输入端，D₁₀的输入端连接数字地，U₂₂的输出端是第四电路单元的第一个输出端，其输出的低电平矩形波脉冲分成两路，一路用作确定小数点位置的信号，被连接到U₄₀中的2、3脚，另一路连接到U₂₃的两个输入端；U₂₃的输出端和电容C₁₃的一端相连接，C₁₃的另一端和电阻R₄₀的一端相连接，R₄₀的另一端连接数字地，C₁₃的另一端还和二极管D₁₅的输入端相连接，D₁₅的输出端是第四电路单元的第二个输出端，其输出的是高电平的时间截获尖脉冲，其和第十六电路单元中U₂₆的同相输入端相连接；第五电路单元的接法是，电压跟随器U₁的输出端和电阻R₁₈的一端相连接，电阻R₁₈的另一端和U₁₂的同相输入端相连接，电阻R₁₉的另一端和U₁₂的反相输入端相连接，U₁₂的输出端和电阻R₂₉的一端相连接，R₂₉的另一端和R₃₀的一端相连接，R₃₀的另一端连接模拟地，电容C₄和R₃₀并联，R₂₉的另一端还和U₂₀的两个输入端相连接，二极管D₇的输入端和U₂₀的两个输入端相连接，其输出端连接+5v电源，二极管D₈的输出端连接D₇的输入端，D₈的输入端连接数字地，U₂₀的输出端是第五电路单元的第一个输出端，其输出的低电平矩形波脉冲分成两路，一路用作确定小数点位置的信号，被连接到U₄₀中的6脚，另一路连接到U₂₁的两个输入端；U₂₁的输出端和电容C₁₂的一端相连接，C₁₂的另一端和电阻R₃₉的一端相连接，R₃₉的另一端连接数字地，C₁₂的另一端还和二极管D₁₄的输入端相连接，D₁₄的输出端是第五电路单元的第二个输出端，其输出的是高电平的时间截获尖脉冲，其和第十六电路单元中U₂₆的同相输入端相连接；第六电路单元的接法是，电压跟随器U₁的输出端和电阻R₁₆的一端相连接，电阻R₁₆的另一端和U₁₁的同相输入端相连接，电阻R₁₇的另一端和U₁₁的反相输入端相连接，U₁₁的输出端和电阻R₂₇的一端相连接，R₂₇的另一端和R₂₈的一端相连接，R₂₈的另一端连接模拟地，电容C₃和R₂₈并联，R₂₇的另一端还和U₁₈的两个输入端相连接，二极管D₅的输入端和U₁₈的两个输入端相连接，其输出端连接+5v电源，二极管D₆的输出端连接D₅的输入端，D₆的输入端连接数字地，U₁₈的输出端是第六电路单元的第一个输出端，其输出的低电平矩形波脉冲分成两路，一路用作确定小数点位置的信号，被连接到U₄₀中的15脚，另一路连接到U₁₉的两个输入端；U₁₉的输出端和电容C₁₁的一端相连接，C₁₁的另一端和电阻R₃₈的一端相连接，R₃₈的另一端连接数字地，C₁₁的另一端还和二极管D₁₃的输入端相连接，D₁₃的输出端是第六电路单元的第二个输出端，其输出的是高电平的时间截获尖脉冲，其和第十六电路单元中U₂₆的同相输入端相连接；第七电路单元的接法是，电压跟随器U₁的输出端和电阻R₁₄的一端相连接，电阻R₁₄的另一端和U₁₀的同相输入端相连接，电阻R₁₅的另一端和U₁₀的反相输入端相连接，U₁₀的输出端和电阻R₂₅的一端相连接，R₂₅的另一端和R₂₆的一端相连接，R₂₆的另一端连接模拟地，电容C₂和R₂₆并联，R₂₅的另一端还和U₁₆的两个输入端相连接，二极管D₃的输入端和U₁₆的两个输入端相连接，其输出端连接+5v电源，二极管D₄的输出端连接D₃的输入端，D₄的输入端连接数字地，U₁₆的输出端是第七电路单元的第一个输出端，其输出的低电平矩形波脉冲分成两路，一路用作确定小数点位置的信号，被连接到U₄₀中的11、12脚，另一路连接到U₁₇的两个输入端；U₁₇的输出端和电容C₉的一端相连接，C₉的另一端和电阻R₃₆的一端相连接，R₃₆的另一端连接数字地，C₉的另一端还和二极管D₁₂的输入端相连接，D₁₂的输出端是第七电路单元的第二个输出端，其输出的是高电平的时间截获尖脉冲，其和第十六电路单元中U₂₆的同相输入端相连接；第八电路单元的接法是，电压跟随器U₁的输出端和电阻R₆₀的一端相连接，电阻R₆₀的另一端和U₁₀₁的同相输入端相连接，电阻R₆₁的另一端和U₁₀₁的反相输入端相连接，U₁₀₁的输出端和电阻R₆₃的一端相连接，R₆₃的另一端和R₆₂的一端相连接，R₆₂的另一端连接模拟地，电容C₂₀和R₆₂并联，R₆₃的另一端还和U₁₀₂的两个输入端相连接，二极管D₂₀的输入端和U₁₀₂的两个输入端相连接，其输出端连接+5v电源，二极管D₂₁的输出端连接D₂₀的输入端，D₂₁的输入端连接数字地，U₁₀₂的输出端是第八电路单元的第一个输出端，其输出的低电平矩形波脉冲分成两路，一路用作确定小数点位置的信号，被连接到U₉₃中的2、3脚，另一路连接到U₁₀₃的两个输入端；U₁₀₃的输出端和电容C₂₁的一端相连接，C₂₁的另一端和电阻R₆₄的一端相连接，R₆₄的另一端连接数字地，C₂₁的另一端还和二极管D₂₂的输入端相连接，D₂₂的输出端是第八电路单元的第二个输出端，其输出的是高电平的时间截获尖脉冲，其和第十六电路单元中U₂₆的同相输入端相连接；

第九、十、十一、十二、十三电路单元分别是由分压电阻和运放OP-07作为电压跟随器构成的比较电压的输出电路，其接法是，第九电路单元的电阻R₁₀的一端和电压基准集成电路AD581、即U₈的输出端V_out相连接，R₁₀的另一端和电阻R₁₁的一端相连接，R₁₁的另一端连接模拟地，R₁₀的另一端还和U₆的同相输入端相连接，U₆的反相输入端和输出端相连接，U₆的输出端输出第一比较电压1mv，其输出端和第四电路单元中的电阻R₂₁的一端相连接；第十电路单元的电阻R₈的一端和U₈的输出端V_out相连接，R₈的另一端和电阻R₉的一端相连接，R₉的另一端连接模拟地，R₈的另一端还和U₅的同相输入端相连接，U₅的反相输入端和输出端相连接，U₅的输出端输出第二比较电压10mv，其输出端和第五电路单元中的电阻R₁₉的一端相连接；第十一电路单元的电阻R₆的一端和U₈的输出端V_out相连接，R₆的另一端和电阻R₇的一端相连接，R₇的另一端连接模拟地，R₆的另一端还和U₄的同相输入端相连接，U₄的反相输入端和输出端相连接，U₄的输出端输出第三比较电压100mv，其输出端和第六电路单元中的电阻R₁₇的一端相连接；第十二电路单元的电阻R₄的一端和U₈的输出端V_out相连接，R₄的另一端和电阻R₅的一端相连接，R₅的另一端连接模拟地，R₄的另一端还和U₃的同相输入端相连接，U₃的反相输入端和输出端相连接，U₃的输出端输出第四比较电压1v，其输出端和第七电路单元中的电阻R₁₅的一端相连接；第十三电路单元的U₁₀₀的同相输入端和U₈的输出端V_out相连接，U₁₀₀的反相输入端和输出端相连接，U₁₀₀的输出端输出第五比较电压10v，其输出端和第八电路单元中的电阻R₆₁的一端相连接；

第十四电路单元由MC1403电压基准集成电路U₇和可调电阻R₂₂、电容C₆及两个运放OP-07作为电压跟随器的U₂₄、U₈₁和电阻R₃₃、R₅₈构成，U₇输出的电压分成两路，分别通过U₂₄及电阻R₃₃、U₈₁及电阻R₅₈输入到第三、十六电路单元中运放的反相输入端，其接法是，U₇的1脚连接+5v电源，3脚连接数字地，电容C₆的一端连接U₇的2脚，另一端连接数字地，可调电阻R₂₂的一端连接U₇的2脚，另一端连接数字地，R₂₂的可调整端连接U₂₄的同相输入端，U₂₄的反相输入端和输出端相连接，其输出端连接电阻R₃₃的一端，R₃₃的另一端连接第三电路单元中U₂₅的反相输入端，R₂₂的可调整端还连接U₈₁的同相输入端，U₈₁的反相输入端和输出端相连接，其输出端连接电阻R₅₈的一端，R₅₈的另一端连接第十六电路单元中U₂₆的反相输入端；R₂₂的可调整端输出的电压称为调整电压，用于第三、十六电路单元输出的脉冲进行脉冲宽度的调整，其调整的方法是，适当调整R₂₂的可调整端，使可调整端输出的调整电压略低于输入到U₂₅、U₂₆的同相输入端的脉冲的最高电压即可；

第十五电路单元是型号为AD581的电压基准集成电路U₈，其电源端+V_S接+15v电源，接地端连接模拟地，输出端V_OUT输出稳定的10v基准电压分别连接到第九、十、十一、十二电路单元中的电阻R₁₀、R₈、R₆和R₄的一端，第十三电路单元的U₁₀₀的同相输入端和U₈的输出端V_OUT相连接；

第十六电路单元是把第四、五、六、七、八电路单元的第二个输出端输出的信号再进行调整后输出的电路，其输出的是一个、至多为五个的更尖、窄的时间截获脉冲或脉冲串，该电路单元的输出端和第二十一电路单元的CP端相连接；其接法是，把D₁₅、D₁₄、D₁₃、D₁₂、D₂₂的输出端连接到U₂₆的同相输入端，电阻R₃₇的一端连接U₂₆的同相输入端，另一端连接数字地，电容C₁₀和R₃₇并联，C₁₀和R₃₇并联接入使用能增强电路的滤波能力，U₂₆是一个运放OP-37，电压基准集成电路U₇输出的用于调整脉冲宽度的调整电压通过电压跟随器U₈₁及电阻R₅₈和U₂₆的反相输入端相连接，从D₁₅、D₁₄、D₁₃、D₁₂、D₂₂分别输出的已经经过微分的时间截获脉冲又一次通过U₂₆的同相输入端和反相输入端上的、经由电压跟随器U₈₁及电阻R₅₈输入的调整电压进行比较，从而在U₂₆的输出端获得更尖、更窄的时间截获脉冲，U₂₆的输出端和电容C₁₅的一端相连接，C₁₅的另一端和电阻R₄₂的一端相连接，R₄₂的另一端连接数字地，C₁₅的另一端还和反相器U₂₈的输入端相连接，U₂₈的输出端和反相器U₂₉的输入端相连接，U₂₉的输出端作为第十六电路单元的输出端和第二十一电路单元的四个依次连接的寄存器的第11脚CP端相连接；

时间数据应用模块，它受时间启动脉冲和时间截获脉冲控制，是用来获取被测的正弦电流波形过零后到达比较电压时的采样时间t值并把该采样时间t值作为存储器地址直接读取与该模块相连接的存储器相应地址中的存储数据的应用模块，与该模块相连接的存储器采用电擦除可编程只读存储器EEPROM；该应用模块包括第十七、十八、十九、二十、二十一、二十二、二十三、二十四、二十五电路单元；

第十七电路单元是第一保持脉冲电路，是74LS08四2输入与门U₅₁中的一个门电路，其一个输入端、即U₅₁的1脚和第二十电路单元的16个数据输出端输出的16位二进制数中的第11位、即U₄₃的12脚相连接，另一个输入端、即U₅₁的2脚和16位二进制数中的第13位、即U₄₄的14脚相连接，第十七电路单元的输出端、即U₅₁的3脚在时间计数电路启动计数后的第5120us时输出第一保持脉冲，其输出分成两路，一路输入到第二十二电路单元中的四个依次连接的寄存器U₅₃、U₅₄、U₅₅和U₅₆的11脚，另一路输入到第十八电路单元的一个输入端、即U₅₁的4脚；

第十八电路单元是第二保持脉冲电路，是U₅₁中的另一个门电路，其一个输入端、即U₅₁的4脚和U₅₁的3脚相连接，另一个输入端、即U₅₁的5脚和第二十电路单元的16个数据输出端输出的16位二进制数中的第8位、即U₄₂的11脚相连接，第十八电路单元的输出端、即U₅₁的6脚在时间计数电路启动计数后的第5248us时输出第二保持脉冲，第二保持脉冲输入到第二十四电路单元中的两个4位双向移位寄存器U₇₆和U₉₅的11脚；

第一保持脉冲电路和第二保持脉冲电路是为了把暂存的采样时间数据和小数点信息至少保持20ms、即一个周波的时间而设置的；其设置的条件是，第一保持脉冲及第二保持脉冲出现的时间应大于时间计数电路启动计数后的5000us，第一保持脉冲及第二保持脉冲出现的时间应小于10ms，第一保持脉冲出现的时间应该比第二保持脉冲早，设置该两个脉冲时所用的硬件最少；据前述条件，其设置方法是，把十进制数5120转换成二进制数、即0001，0100，0000，0000，当该二进制数的第11、13位同时出现高电平时即为十进制数的5120，该二进制的第11、13位的连接方法如前所述；同样的，把十进制数5248转换成二进制数、即0001，0100，1000，0000，当该二进制数的第8、11、13位同时出现高电平时即为十进制数的5248，其连接方法如前所述；

第十九电路单元是10MHZ脉冲产生及十分频电路，其接法是，74LS04六反相器U₄₆的第1、2脚之间连接电阻R₅₅，第3、4脚之间连接R₅₆，第2、3脚之间连接C₁₇，第1、4脚之间连接10MHZ晶体振荡器，第2脚和第13脚相连接，第12脚和74LS160十进制同步计数器U₄₅的第2脚CP端相连接，U₄₅的第1、7、9和10脚通过电阻R₅₄与+5V电源连接，第15脚输出10MHZ经十分频后的1MHZ脉冲，即每微秒为1个脉冲，U₄₅的第15脚的输出连接到第二十电路单元的四个同步计数器的第2脚CP端；

第二十电路单元是由四个74LS161四位二进制同步计数器U₄₁、U₄₂、U₄₃、U₄₄依次连接而成的一个16位二进制的时间脉冲计数电路，其输出的是一个由零开始、每次递增1us的16位二进制数；其接法是，U₄₁的第15脚连接U₄₂的第10脚，U₄₂的第15脚连接U₄₃的第10脚，U₄₃的第15脚连接U₄₄的第10脚，四个计数器的第2脚CP端与U₄₅的第15脚相连接，四个计数器的第7、9脚和U₄₁的第10脚通过电阻R₅₄与+5V电源相连接，四个计数器的第1脚端和第一电路单元的第一个输出端、即U₁₅的输出端相连接，U₄₁的第14脚是这个16位二进制数的最低位，U₄₄的第11脚是这个16位二进制数的最高位，四个计数器共16个数据输出端一一对应连接到第二十一电路单元的16个数据输入端，即把U₄₁、U₄₂、U₄₃、U₄₄每个计数器的第14、13、12、11脚依次一一对应接入U₄₇、U₄₈、U₄₉、U₅₀每个寄存器的第3、4、5、6脚；

第二十一电路单元是由四个74LS194即4位双向移位寄存器U₄₇、U₄₈、U₄₉、U₅₀依次连接且以并入-并出方式工作的时间数据暂存电路，其4位双向移位寄存器也可以采用八D触发器等集成电路芯片来代替；其接法是，四个寄存器U₄₇、U₄₈、U₄₉、U₅₀的第1脚端和第一电路单元的第一个输出端、即U₁₅的输出端相连接，四个寄存器U₄₇、U₄₈、U₄₉、U₅₀的第11脚CP端和时间截获模块的第十六电路单元的输出端、即U₂₉的输出端相连接，四个寄存器的共16个数据输出端和第二十二电路单元的16个数据输入端一一对应相连接，即把U₄₇、U₄₈、U₄₉、U₅₀每个寄存器的第15、14、13、12脚依次一一对应接入U₅₃、U₅₄、U₅₅、U₅₆每个寄存器的第3、4、5、6脚，四个寄存器的第9、10脚连接电阻R₅₃的一端，电阻R₅₃的另一端和+5V电源连接，R₅₃的一端通过电容C₁₆连接数字地；

第二十二电路单元是由四个74LS194即4位双向移位寄存器U₅₃、U₅₄、U₅₅、U₅₆依次连接且以并入-并出方式工作的时间数据保持电路，其4位双向移位寄存器也可以采用八D触发器等集成电路芯片来代替；其接法是，四个寄存器U₅₃、U₅₄、U₅₅、U₅₆的第1脚端、9、10脚和电阻R₅₃的一端相连接，R₅₃的另一端和+5V电源连接，R₅₃的一端通过电容C₁₆连接数字地；四个寄存器的第11脚CP端和第十七电路单元的输出端、即U₅₁的3脚相连接，四个寄存器的16个数据输出端中的前十三个输出端、即从U₅₃的第15脚起，按顺序地，第14、13、12脚，接下是U₅₄的第15、14、13、12脚，再接下是U₅₅的第15、14、13、12脚，最后是U₅₆的第15脚，分别依次和第二十三电路单元、即第(1)个存储器U₅₇、第(2)个存储器U₅₈并联的13条地址线A₀～A₁₂一一对应相连接；

第二十三电路单元是设置成只读工作方式的两个地址线并联的8K×8位的可编程只读存储器EEPROM2864，两个存储器的存储单元中已采用四位二-十进制的BCD码的形式存入转换表中的H个I_m的值，数据的存入方法已如前所述；其接法是，U₅₇和U₅₈的第20、22脚通过电阻R₅₂连接数字地，U₅₇和U₅₈的第27脚通过电阻R₅₁连接+5V电源，U₅₇和U₅₈并联的13条地址线A₀～A₁₂依次和第二十二电路单元的16个数据输出端中的前十三个输出端、即U₅₃、U₅₄、U₅₅的15、14、13、12脚和U₅₆的15脚一一对应相连接，U₅₇和U₅₈两个存储器的数据线I/O₀～I/O₇共16条和第二十五电路单元相连接；

第二十四电路单元是小数点自动转换电路单元，包括：(1)时间数据判断电路，其在第二十二电路单元、即时间数据保持电路输出并保持的时间数据大于或等于319us时输出低电平；(2)小数点位置确定电路；(3)8线-3线优先编码输出电路；(4)3线-8线译码输出电路；(5)小数点保持及输出驱动电路；

第二十四电路单元的具体接线为：(1)时间数据判断电路，其在第二十二电路单元、即时间数据保持电路输出并保持的时间数据大于或等于319us时输出低电平，其电路由第一个四2输入或门集成电路U₅₂、第一个四2输入与门集成电路U₆₇、第二个四2输入与门集成电路U₆₈、第二个四2输入或门集成电路U₆₉和一个反相器U₇₀构成，把第二十二电路单元第一个寄存器U₅₃的15、14、13、12脚，即对应于存储器的地址端脚A₀、A₁、A₂、A₃依次与第一个四2输入与门集成电路U₆₇的1、2、4、5脚相连接，第二个寄存器U₅₄的15、14、13、12脚，即对应于存储器的地址端脚A₄、A₅、A₆、A₇依次与第一个四2输入与门集成电路U₆₇的12、13脚和第一个四2输入或门集成电路U₅₂的1、2脚相连接，第三个寄存器U₅₅的15、14、13、12脚，即对应于存储器的地址端脚A₈、A₉、A₁₀、A₁₁依次与第二个四2输入与门集成电路U₆₈的1脚、第一个四2输入或门集成电路U₅₂的4、5、12脚相连接，第四个寄存器U₅₆的15脚，即对应于存储器的地址端脚A₁₂以及U₅₆的14脚依次与第一个四2输入或门集成电路U₅₂的13脚、第二个四2输入或门集成电路U₆₉的10脚相连接，第一个四2输入或门集成电路U₅₂的3脚与第二个四2输入或门集成电路U₆₉的1脚相连接，第一个四2输入或门集成电路U₅₂的6脚与9脚相连接，10脚与11脚相连接，第一个四2输入或门集成电路U₅₂的8脚与第二个四2输入或门集成电路U₆₉的5脚相连接，第一个四2输入与门集成电路U₆₇的3脚与10脚相连接，6脚与9脚相连接，第一个四2输入与门集成电路U₆₇的8、11脚依次与第二个四2输入与门集成电路U₆₈的5、4脚相连接，第二个四2输入与门集成电路U₆₈的2、3、6脚依次与第二个四2输入或门集成电路U₆₉的3、4、2脚相连接，第二个四2输入或门集成电路U₆₉的6脚与9脚相连接，第二个四2输入或门集成电路U₆₉的8脚与反相器U₇₀的输入端相连接，反相器U₇₀的输出端作为时间数据判断电路的输出端分别与小数点位置判断电路中的第一与门U₃₇、第二与门U₃₈、第三与门U₃₉和第四与门U₉₀的一个输入端相连接，反相器U₇₀的输出端在时间数据保持电路单元的数据输出端输出并保持的时间数据大于或等于319us时输出低电平，或换言之，当时间数据小于319us时反相器U₇₀的输出端输出高电平；

(2)小数点位置确定电路是由第一反相器U₃₀、第二反相器U₃₁、第三反相器U₃₂、第四反相器U₃₃、第五反相器U₉₁、第一或门U₃₄、第二或门U₃₅、第三或门U₃₆、第四或门U₉₂、第一与门U₃₇、第二与门U₃₈、第三与门U₃₉、第四与门U₉₀和第一个四S-R锁存器U₄₀和第二个四S-R锁存器U₉₃构成的，其电路的具体接法是，把U₂₂的输出端与U₄₀的2、3脚相连接，把U₂₀的输出端与U₄₀的6脚相连接，把U₁₈的输出端与U₄₀的15脚相连接，把U₁₆的输出端与U₄₀的11、12脚相连接，把U₁₀₂的输出端与U₉₃的2、3脚相连接，反相器U₂₇的输出端与U₄₀的1、5、10、14脚和U₉₃的1脚相连接，U₇₀的输出端分别与第一与门U₃₇、第二与门U₃₈、第三与门U₃₉和第四与门U₉₀的一个输入端相连接，U₄₀的4脚与U₃₀的输入端和U₃₇的另一个输入端相连接，U₃₀的输出端和U₇₁的11脚相连接，U₃₇的输出端和U₃₄的一个输入端相连接，U₄₀的7脚与U₃₄的另一个输入端和U₃₈的另一个输入端相连接，U₃₄的输出端与U₃₁的输入端相连接，U₃₁的输出端与U₇₁的12脚相连接，U₃₈的输出端和U₃₅的一个输入端相连接，U₄₀的13脚与U₃₅的另一个输入端和U₃₉的另一个输入端相连接，U₃₅的输出端与U₃₂的输入端相连接，U₃₂的输出端与U₇₁的13脚相连接，U₃₉的输出端与U₃₆的一个输入端相连接，U₄₀的9脚与U₃₆的另一个输入端和U₉₀的另一个输入端相连接，U₃₆的输出端与U₃₃的输入端相连接，U₃₃的输出端与U₇₁的1脚相连接，U₉₀的输出端与U₉₂的一个输入端相连接，U₉₃的4脚与U₉₂的另一个输入端相连接，U₉₂的输出端与U₉₁的输入端相连接，U₉₁的输出端与U₇₁的2脚相连接；

(3)8线-3线优先编码输出电路是由74LS148优先编码器U₇₁、反相器U₇₂、U₇₃和U₇₄构成的，其接法是，U₇₁的11、12、13、1、2脚依次与U₃₀、U₃₁、U₃₂、U₃₃、U₉₁的输出端相连接，其5、10脚接数字地，其6、7、9脚依次连接U₇₂、U₇₃和U₇₄的输入端，U₇₂、U₇₃和U₇₄的输出端依次连接U₇₅的3、2、1脚；

(4)3线-8线译码输出电路是由74LS138译码器U₇₅构成的，其接法是，其5、4脚连接数字地，6脚通过电阻R₅₇连接+5V电源，其14、13、12、11脚分别连接U₇₆的3、4、5、6脚，其10脚连接U₉₅的3脚；

(5)小数点保持及输出驱动电路是由两个4位双向移位寄存器74LS194、即U₇₆、U₉₅以及74LS07缓冲/驱动门电路U₇₇、U₇₈、U₇₉、U₈₀和U₉₄构成的，其接法是，U₇₆、U₉₅的1、9、10脚通过电阻R₅₇连接+5V电源，U₇₆、U₉₅的11脚与U₅₁的6脚相连接，U₇₆的15、14、13、12脚分别对应的与缓冲/驱动门电路U₇₉、U₈₀、U₇₈、U₇₇的输入端相连接，U₇₉、U₈₀、U₇₈、U₇₇的输出端分别通过电阻R₆₅、R₄₇、R₄₈、R₄₉和依次表示个、十、百、千位的LED七段显示器中的小数点显示位dp相连接，U₉₅的15脚与缓冲/驱动门电路U₉₄的输入端相连接，U₉₄的输出端通过电阻R₅₀与显示万位小数点的D₁₆相连接，D₁₆是发光二极管LED；U₅₁的6脚在时间计数电路启动计数后的第5248个us时会输出一个脉冲，该脉冲的上升沿会把经过U₇₁、U₇₅处理后得到的唯一的一个小数点信号送出显示；

第二十五电路单元是数码显示电路，用于即时显示被测电流的值，其与第二十三电路单元的两个地址线并联的存储器的数据口线I/O连接。

3.根据权利要求2所述的一种测量装置，其特征在于：所述第二十五电路单元采用LED七段数码显示器或者液晶显示器。

4.根据权利要求2所述的一种测量装置，其特征在于：所述时间数据判断电路中的二输入与门以及二输入或门可以由三输入、四输入与门以及三输入、四输入或门代替。