一種高精度的回路電阻智能化測(cè)試儀的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高精度的回路電阻智能化測(cè)試儀，該高精度的回路電阻智能化測(cè)試儀包括：差分T型運(yùn)放電路、單片機(jī)、控制按鈕/旋鈕、100A恒流源、高精度恒流源、電流采樣電阻、放大器、測(cè)量結(jié)果顯示器；采用差動(dòng)T型運(yùn)放電路來(lái)完成對(duì)回路電阻的采樣/放大工作，消除電磁造成的共模干擾電壓，提高了測(cè)量精度；采用中位值平均濾波程序算法，消除干擾，提高測(cè)量精度；增加了外部標(biāo)定功能，利用外部高精度恒流源來(lái)實(shí)現(xiàn)標(biāo)定功能，避免了內(nèi)部恒流源調(diào)整不準(zhǔn)確的問(wèn)題，提高了儀器的測(cè)量精度和智能化程度。本發(fā)明提高了儀器的精度與智能化；有效的避免了傳統(tǒng)回路電阻測(cè)試儀錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果對(duì)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的影響。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高精度的回路電阻智能化測(cè)試儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于變電站電氣試驗(yàn)工器具技術(shù)應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高精度的回 路電阻智能化測(cè)試儀。

【背景技術(shù)】
[0002] 回路電阻測(cè)試儀是電力系統(tǒng)中常用的試驗(yàn)儀器，回路電阻測(cè)試的方法普遍采用典 型的四線制采樣測(cè)量法。目前使用的回路電阻測(cè)試儀在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，由于電力系統(tǒng)其他設(shè) 備的電磁干擾和儀器本身內(nèi)部恒流源及其采樣電阻的誤差，極易對(duì)測(cè)量結(jié)果造成不良影 響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種高精度的回路電阻智能化測(cè)試儀，旨在解決由 于外部電磁、電壓等干擾信號(hào)及儀器本身內(nèi)部的誤差造成的測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn)題的問(wèn) 題。
[0004] 本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種高精度的回路電阻智能化測(cè)試儀，該高精度的 回路電阻智能化測(cè)試儀包括：差分T型運(yùn)放電路、單片機(jī)、控制按鈕/旋鈕、100A恒流源、高 精度恒流源、電流采樣電阻、放大器、測(cè)量結(jié)果顯示器；
[0005] 被測(cè)設(shè)備連接差分T型運(yùn)放電路，差分T型運(yùn)放電路連接單片機(jī)，單片機(jī)連接控制 按鈕/旋鈕，控制按鈕/旋鈕連接100A恒流源，用于標(biāo)定的高精度恒流源通過(guò)外部標(biāo)定接 口連接的電流采樣電阻，電流采樣電阻和單片機(jī)連接放大器，單片機(jī)連接測(cè)量結(jié)果顯示器。
[0006] 進(jìn)一步，100A恒流源將被測(cè)設(shè)備的回路電阻轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。
[0007] 進(jìn)一步，差分T型運(yùn)放電路將被測(cè)電壓信號(hào)放大，差分T型運(yùn)放電路具有較強(qiáng)的 抗干擾能力，有效消除在電路中的共模干擾電壓。
[0008] 進(jìn)一步，單片機(jī)內(nèi)部含有AD轉(zhuǎn)換器，將差分T型運(yùn)放電路放大后的輸出模擬信號(hào) 向數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，通過(guò)單片機(jī)軟件對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行軟件濾波，單片機(jī)采用中位值平均濾 波法消除偶然出現(xiàn)的電磁、電壓波動(dòng)干擾。
[0009] 進(jìn)一步，用于標(biāo)定的高精度恒流源通過(guò)標(biāo)定接口用來(lái)對(duì)儀器內(nèi)部的恒流源進(jìn)行標(biāo) 定。
[0010] 本發(fā)明提供的高精度的回路電阻智能化測(cè)試儀，采用差動(dòng)T型運(yùn)放電路來(lái)完成對(duì) 回路電阻的采樣/放大工作，消除電磁造成的共模干擾電壓，提高了測(cè)量精度；采用中中位 值平均濾波程序算法，消除干擾，提高測(cè)量精度；增加了外部標(biāo)定功能，利用外部高精度恒 流源來(lái)實(shí)現(xiàn)標(biāo)定功能，使得該測(cè)試儀在生產(chǎn)過(guò)程中或長(zhǎng)期工作后均可以調(diào)整到正確輸出。 避免了內(nèi)部恒流源調(diào)整不準(zhǔn)確的問(wèn)題，提高了儀器的測(cè)量精度和智能化程度。本發(fā)明提高 了儀器的精度與智能化；通過(guò)采用硬件電子電路，科學(xué)的軟件濾波程序和外部標(biāo)定技術(shù)這 三種技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了儀器的精度，有效的避免了傳統(tǒng)回路電阻測(cè)試儀錯(cuò)誤的測(cè)量 結(jié)果對(duì)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的影響。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的高精度的回路電阻智能化測(cè)試儀結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖中：1、差分T型運(yùn)放電路；2、單片機(jī)；3、控制按鈕/旋鈕；4、100A恒流源；5、高 精度恒流源；6、電流采樣電阻；7、放大器；8、測(cè)量結(jié)果顯示器；9、直流雙臂電橋；
[0013] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的T型運(yùn)放電路的設(shè)計(jì)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明 進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用 于限定本發(fā)明。
[0015] 下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。
[0016] 如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的高精度的回路電阻智能化測(cè)試儀主要由：差分T型運(yùn) 放電路1、單片機(jī)2、控制按鈕/旋鈕3、100A恒流源4、高精度恒流源5、電流采樣電阻6、放 大器7、測(cè)量結(jié)果顯示器8、直流雙臂電橋9組成；
[0017] 被測(cè)設(shè)備連接差分T型運(yùn)放電路1，差分T型運(yùn)放電路1連接單片機(jī)2,單片機(jī)2 連接控制按鈕/旋鈕3,控制按鈕/旋鈕3連接100A恒流源4,用于標(biāo)定的高精度恒流源5 通過(guò)外部標(biāo)定接口連接的電流采樣電阻6,電流采樣電阻6和單片機(jī)2連接放大器7,單片 機(jī)2連接測(cè)量結(jié)果顯示器8,直流雙臂電橋9連接分T型運(yùn)放電路1。
[0018] 測(cè)試儀首先通過(guò)一個(gè)電流采樣電阻將100A恒流源的電流轉(zhuǎn)換為電壓值，再經(jīng)過(guò) 放大器放大為單片機(jī)可處理的電壓值。單片機(jī)通過(guò)對(duì)該電壓的處理，判斷恒流源是否為 100A恒流輸出，如果不到100A或高于100A，可通過(guò)控制旋鈕將其調(diào)整為100A恒流。在調(diào) 整過(guò)程中顯示器會(huì)實(shí)時(shí)顯示恒流源的輸出值。
[0019] 在完成100A恒流的調(diào)整后，按下控制按鈕啟動(dòng)測(cè)試儀。通過(guò)調(diào)整好后的100A恒 流源與直流雙臂電橋的配合，完成對(duì)被測(cè)設(shè)備回路電阻向電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換，直流雙臂電橋 與傳統(tǒng)的直流單臂電橋相比更適合高精度測(cè)量1Ω以下低值電阻。轉(zhuǎn)換完后的電壓信號(hào)的 電壓值十分微小，需經(jīng)過(guò)差分T型運(yùn)放電路放大后才能被單片機(jī)內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)化器處理。差 分T型運(yùn)放電路設(shè)計(jì)圖如圖所示，此放大電路不但具備原始T型放大電路利用小電阻實(shí)現(xiàn) 大增益的特點(diǎn)，還具有抑制接地回路干擾的特點(diǎn)。在電阻的選擇中，選取R1 = R2 = R3 = R4 = R5且精度為1 %的高精度電阻來(lái)保持運(yùn)放電路的平衡性，并抑制差模信號(hào)在電路中的 干擾，最終得到

【權(quán)利要求】
1. 一種高精度的回路電阻智能化測(cè)試儀，其特征在于，該高精度的回路電阻智能化測(cè) 試儀包括：差分T型運(yùn)放電路、單片機(jī)、控制按鈕/旋鈕、IOOA恒流源、高精度恒流源、電流 采樣電阻、放大器、測(cè)量結(jié)果顯示器； 被測(cè)設(shè)備連接差分T型運(yùn)放電路，差分T型運(yùn)放電路連接單片機(jī)，單片機(jī)連接控制按鈕 /旋鈕，控制按鈕/旋鈕連接100A恒流源，用于標(biāo)定的高精度恒流源通過(guò)外部標(biāo)定接口連接 的電流采樣電阻，電流采樣電阻和單片機(jī)連接放大器，單片機(jī)連接測(cè)量結(jié)果顯示器。
2. 如權(quán)利要求1所述的高精度的回路電阻智能化測(cè)試儀，其特征在于，100A恒流源將 被測(cè)設(shè)備的回路電阻轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。
3. 如權(quán)利要求1所述的高精度的回路電阻智能化測(cè)試儀，其特征在于，差分T型運(yùn)放電 路將被測(cè)電壓信號(hào)放大，差分T型運(yùn)放電路具有較強(qiáng)的抗干擾能力，有效消除在電路中的 共模干擾電壓。
4. 如權(quán)利要求1所述的高精度的回路電阻智能化測(cè)試儀，其特征在于，單片機(jī)內(nèi)部含 有AD轉(zhuǎn)換器，將差分T型運(yùn)放電路放大后的輸出模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，通過(guò)單片機(jī) 軟件對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行軟件濾波，單片機(jī)采用中位值平均濾波法消除偶然出現(xiàn)的電磁、電壓 波動(dòng)干擾。
5. 如權(quán)利要求1所述的高精度的回路電阻智能化測(cè)試儀，其特征在于，用于標(biāo)定的高 精度恒流源通過(guò)標(biāo)定接口用來(lái)對(duì)儀器內(nèi)部的恒流源進(jìn)行標(biāo)定。
6. 如權(quán)利要求1所述的高精度的回路電阻智能化測(cè)試儀，其特征在于，該高精度的回 路電阻智能化測(cè)試儀的實(shí)現(xiàn)方法如下： 步驟一，測(cè)試儀首先通過(guò)一個(gè)電流采樣電阻將100A恒流源的電流轉(zhuǎn)換為電壓值，再 經(jīng)過(guò)放大器放大為單片機(jī)可處理的電壓值，單片機(jī)通過(guò)對(duì)電壓的處理，判斷恒流源是否為 100A恒流輸出，如果不到100A或高于100A，可通過(guò)控制旋鈕將其調(diào)整為100A恒流，在調(diào)整 過(guò)程中顯示器會(huì)實(shí)時(shí)顯示恒流源的輸出值； 步驟二，在完成100A恒流的調(diào)整后，按下控制按鈕啟動(dòng)測(cè)試儀，通過(guò)調(diào)整好后的100A恒流源與直流雙臂電橋的配合，完成對(duì)被測(cè)設(shè)備回路電阻向電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換，直流雙臂電 橋與傳統(tǒng)的直流單臂電橋相比更適合高精度測(cè)量IQ以下低值電阻，轉(zhuǎn)換完后的電壓信號(hào) 的電壓值十分微小，需經(jīng)過(guò)差分T型運(yùn)放電路放大后才能被單片機(jī)內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)化器處理，差 分T型運(yùn)放電路在電阻的選擇中，選取Rl=R2 =R3 =R4 =R5且精度為1%的高精度電 阻來(lái)保持運(yùn)放電路的平衡性，并抑制差模信號(hào)在電路中的干擾，最終得到的線性 傳遞函數(shù)；
步驟三，單片機(jī)在完成新型T型運(yùn)放電路輸出信號(hào)的采集后，通過(guò)內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器將 該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，在采集過(guò)程中，單片機(jī)通過(guò)軟件對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行軟件濾波，采 用中位值平均濾波法來(lái)消除工作現(xiàn)場(chǎng)偶然出現(xiàn)的電磁、電壓波動(dòng)干擾，具體采樣方式是在 一次回路電阻測(cè)試過(guò)程中，對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行連續(xù)12次采集，然后去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最 小值，最后對(duì)剩下的10個(gè)數(shù)據(jù)取平均值，即為此次測(cè)試過(guò)程的最終結(jié)果。
7. 如權(quán)利要求5所述的高精度的回路電阻智能化測(cè)試儀，其特征在于，該高精度的回 路電阻智能化測(cè)試儀在測(cè)試儀工作后，通過(guò)外接一個(gè)高精度100A恒流源，完成對(duì)測(cè)試儀的 標(biāo)定，標(biāo)定過(guò)程首先在接好外部高精度恒流源后，通過(guò)長(zhǎng)按控制按鈕進(jìn)入標(biāo)定模式，此時(shí)測(cè) 試儀會(huì)停止內(nèi)部恒流源的工作,通過(guò)電流采樣電阻采集外接高精度IOOA恒流源電流并轉(zhuǎn) 換為電壓信號(hào)，該電壓值即為標(biāo)準(zhǔn)100A電流對(duì)應(yīng)的電壓值，此電壓后經(jīng)放大器放大及單片 機(jī)A/D轉(zhuǎn)換后被存入單片機(jī)EEPROM中，實(shí)現(xiàn)掉電保存功能，數(shù)據(jù)保存完成后也即完成了外 部標(biāo)定功能。
【文檔編號(hào)】G01R27/14GK104267262SQ201410349029
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】王泉樂(lè) 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)天津武清供電有限公司