專利名稱：便攜式回路電阻的高精度測試裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子測量設備，更具體的說涉及一種便攜式回路電阻的高精度測試裝置。
背景技術：
在電力行業(yè)中，對高壓真空斷路器開關、隔離開關等開關的觸點接觸電阻大小控制要求很嚴格，一般只有一百微歐，甚至幾十微歐；對變壓器線阻、電機線阻、電抗器的平衡性要求也很高，但其阻值往往很小，不易測量，因此對電阻以至微電阻的精確測量至關重要。過去，電力系統(tǒng)中普遍彩常規(guī)的QJ44型雙壁直流電橋測量變壓器圈的直流電阻、高壓斷路器的接觸電阻，而這類電橋的測試電流僅為mA級，難以發(fā)現(xiàn)變壓器線圈導電回路導體截面積減少的缺陷；在測量高壓開關導電回路接觸電阻時，由于受到油膜和動靜接觸間氧化層的影響，測量值偏大若干倍，掩蓋了真實的接觸電阻值。因此，電力部標準《交流500KV 電氣設備交接和預防性試驗規(guī)程》、新版《電氣設備預防性試驗規(guī)程》和《DL T 845. 4-2004 電阻測量裝置通技術條件第4部分回路電阻測試儀》對斷路器、隔離開關接觸電阻的測量電流作出不小于直流100A，電流維持時間應不低于Imin的規(guī)定，以保證準確度。目前回路儀經(jīng)常采用交一直一交逆變技術，采用脈寬調(diào)制方法，自動調(diào)節(jié)電流也可手動調(diào)節(jié)并使之達到恒流100A ；也有采用100A開關電源，使之達到恒流100A回路測試。上述方法普遍采用大功率轉換器件，實現(xiàn)的裝置體大笨重，電源效率低，而且穩(wěn)定性差、精度不高，更無法便攜式測量。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對以上傳統(tǒng)微電阻的測量方法和裝置存在的種種缺陷，提供了一種體積小、重量輕、高精度并可實現(xiàn)便攜式測量的便攜式回路電阻的高精度測試裝置。可廣泛應用于電力設備中開關回路電阻測試、變壓器、電抗器、電機等設備直流電阻的精確測量。本實用新型解決其技術問題的技術方案是便攜式回路電阻的高精度測試裝置，主要包括主電路、測控電路及其輔助電路，主電路包括儲能單元、大電流恒流控制主器件、被測回路電阻Rx的接入口和參考電阻R0，儲能單元、大電流恒流控制主器件、被測回路電阻Rx的接入口和參考電阻RO為串聯(lián)電路；測控電路包括電流調(diào)整控制單元(M2)、信號轉換單元Z1、處理器Ul及人機接口 M1，電流調(diào)整控制單元M2分別與大電流恒流控制主器件和處理器Ul信號連接，信號轉換單元Zl與主電路和處理器Ul信號連接；輔助電路主要包括電池及電源管理電路Bi、電池充電接口 B2和儲能單元充電接口 B3。通過人機接口可設裝置回路的預控制電流和持續(xù)時間，由處理器控制電流調(diào)整控制單元使預先充足電能的超級電容放電并產(chǎn)生一恒定大電流，加至被測回路電阻和參考電阻上，產(chǎn)生的電壓分別被信號轉換單元放大轉換后采樣處理計算，電路中有溫度補償電路，補償參考電阻的溫度影響，更準確地得到回路中的被測回路電阻阻值和實際測試電流并顯示。裝置中設有超級電容和電池的的充電控制電路，使其可在本地實現(xiàn)充
3電。本裝置既可實現(xiàn)便攜式回路電阻測量，也可實現(xiàn)市電供電時的在線式測量。本實用新型的優(yōu)選方案所述的測控電路還包括溫度補償電路，溫度補償電路的測溫元件Tl附著在參考電阻RO的外表面上，溫度補償電路與處理器Ul信號連接。溫度補償電路，可對測試過程中的參考電阻的溫度變化進行檢測，補償計算參考電阻阻值受溫度的影響，從而達到更高精度的回路電阻測試。本實用新型的優(yōu)選方案所述的儲能單元為超級電容器，超級電容為大容量、低內(nèi)阻、大放電電流的大容量單體電容或者為多個電容的串并聯(lián)組合的電容組。本實用新型的優(yōu)選方案被測回路電阻Rx和參考電阻RO的信號檢測方式均為四線制形式，以減小測試回路引線或布線對回路電阻測試誤差的影響；參考電阻RO為高穩(wěn)定性、低溫度系數(shù)、大功率的康銅電阻或錳銅電阻或其他穩(wěn)定性能較高的電阻。本實用新型的優(yōu)選方案所述的電流調(diào)整控制單元M2主要由電流設定單元、電流反饋放大單元和放大單元U3構成，放大單元U3為運算放大器，另外，電流調(diào)整控制單元M2 還包括電流取樣電阻及電流啟停開關。處理器通過電流設定電路調(diào)整恒流值，并在電流啟停開關啟動后，可根據(jù)取樣電阻的信號經(jīng)反饋放大單元后，恒流控制電路迅速調(diào)整主回路電流到設定值并恒流穩(wěn)定輸出，其恒流值可超過100A ；電路中的電流取樣電阻與用于被測的回路電阻的參考電阻可以為同一電阻，也可以為主控回路與被測電阻相串聯(lián)的另一參考電阻，電阻要求相同。本實用新型的優(yōu)選方案所述的信號轉換單元Zl主要由模擬切換開關K2、放大單元U4和A/D轉換器U2構成，模擬切換開關K2的兩路輸入分別與被測回路電阻Rx的接入口和參考電阻RO的兩端相連，模擬切換開關K2的輸出與放大單元U4相連，模擬切換開關 K2的分時切換由處理器Ul控制。測試時被測電阻和參考電阻上的電壓信號通過模擬開關分時選擇后，經(jīng)過同一組放大單元和AD轉換器，供處理器采樣處理，但電路并不局限與此， 這樣會補償降低放大單元、AD轉換器及其外圍電路參數(shù)的溫漂、時漂等因素的影響，測試精度會更高。本實用新型的優(yōu)選方案所述的電池及電源管理電路Bl中的電池為普通電池或充電電池，電源管理電路以實現(xiàn)可充電電池的充電管理和電路中不同要求的電源轉換。本實用新型的優(yōu)選方案所述的儲能單元充電接口 B3包括超級電容器充電管理電路，超級電容器充電管理電路可對超級電容器的充電電流、電壓予以檢測控制，方便外部充電接口對超級電容器的可靠、安全地充電。被測回路電阻和參考電阻相串聯(lián)及其信號轉換的電路結構和抵消補償?shù)臄?shù)據(jù)處理算法，根據(jù)參考電阻和被測回路電阻上的采樣值，計算抵消了恒流放電電流、放大器增益、電壓基準源等受時漂、溫漂等不穩(wěn)定因素影響，可準確高精度計算被測回路電阻。本實用新型的優(yōu)選方案恒流主控器件為IGBT絕緣柵雙極型晶體管器件，其有驅動功率小而控制功率大，壓降低，通流能力強，時間響應快等特點，其對主回路控制為無觸點調(diào)節(jié)控制，無機械開關部件，不產(chǎn)生火花和機械損傷；但并不局限于此，也可以為可控硅、 大功率場效應管等大功率器件，配合其他器件以實現(xiàn)無觸點恒流電路。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點1.可實現(xiàn)現(xiàn)場便攜式回路電阻測量；2.測量精度高，體積小、重量輕、成本低，壽命長；[0017]3.可滿足不同測試電流的調(diào)整需要，電流調(diào)整范圍寬，而且恒流控制精度高，穩(wěn)定性好；4.可長時間連續(xù)輸出大電流，克服了脈沖式電源瞬間電流的弊端，可以有效擊穿開關觸頭的氧化膜，得到良好的測試效果；5.可滿足電力行業(yè)標準對測試電流、電流維持時間等回路電阻測試儀的標準要求；6.可以實時監(jiān)視測試儀的測試電流和回路電阻的變化曲線，對進一步分析開關接觸電阻的動態(tài)特性有重要意義；7.工作電壓低，安全可靠，電熱損耗小，電源利用率高，屬于節(jié)能型產(chǎn)品8.本發(fā)明同樣適用于其他對電阻高精度測量的電路檢測。

圖1為本發(fā)明實現(xiàn)便攜式高精度回路電阻測試的裝置原理示意圖。
具體實施方式
如圖所示，便攜式回路電阻的高精度測試裝置，主要包括主電路、測控電路及其輔助電路，主電路包括儲能單元、大電流恒流控制主器件、被測回路電阻Rx的接入口和參考電阻R0，儲能單元、大電流恒流控制主器件、被測回路電阻Rx的接入口和參考電阻RO為串聯(lián)電路；測控電路包括電流調(diào)整控制單元M2、信號轉換單元Z1、處理器Ul及人機接口 M1， 電流調(diào)整控制單元M2分別與大電流恒流控制主器件和處理器Ul信號連接，信號轉換單元 Zl與主電路和處理器Ul信號連接；輔助電路主要包括電池及電源管理電路Bl、電池充電接口 B2和儲能單元充電接口 B3。所述的測控電路還包括溫度補償電路，溫度補償電路的測溫元件Tl附著在參考電阻RO的外表面上，溫度補償電路與處理器(Ul)信號連接。所述的儲能單元為超級電容器，超級電容為大容量、低內(nèi)阻、大放電電流的大容量單體電容或者為多個電容的串并聯(lián)組合的電容組。被測回路電阻Rx和參考電阻RO的信號檢測方式均為四線制形式，參考電阻RO為高穩(wěn)定性、低溫度系數(shù)、大功率的康銅電阻或錳銅電阻或其他穩(wěn)定性能較高的電阻。所述的電流調(diào)整控制單元(M2)主要由電流設定單元、電流反饋放大單元和放大單元(U3)構成，放大單元(U3)為運算放大器，另外，電流調(diào)整控制單元(M2)還包括電流取樣電阻及電流啟停開關。所述的信號轉換單元Zl主要由模擬切換開關K2、放大單元U4和A/D轉換器U2構成，模擬切換開關K2的兩路輸入分別與被測回路電阻Rx的接入口和參考電阻RO的兩端相連，模擬切換開關K2的輸出與放大單元U4相連，模擬切換開關K2的分時切換由處理器Ul 控制。所述的電池及電源管理電路Bl中的電池為普通電池或充電電池，電源管理電路以實現(xiàn)可充電電池的充電管理和電路中不同要求的電源轉換。所述的儲能單元充電接口 B3包括超級電容器充電管理電路，超級電容器充電管理電路可對超級電容器的充電電流、電壓予以檢測控制，方便外部充電接口對超級電容器的可靠、安全地充電。 恒流主控器件為IGBT絕緣柵雙極型晶體管器件。
權利要求1.便攜式回路電阻的高精度測試裝置，其特征是主要包括主電路、測控電路及其輔助電路，主電路包括儲能單元、大電流恒流控制主器件、被測回路電阻Rx的接入口和參考電阻R0，儲能單元、大電流恒流控制主器件、被測回路電阻Rx的接入口和參考電阻RO為串聯(lián)電路；測控電路包括電流調(diào)整控制單元M2、信號轉換單元Z1、處理器Ul及人機接口 M1， 電流調(diào)整控制單元M2分別與大電流恒流控制主器件和處理器Ul信號連接，信號轉換單元 Zl與主電路和處理器Ul信號連接；輔助電路主要包括電池及電源管理電路Bl、電池充電接口 B2和儲能單元充電接口 B3。
2.根據(jù)權利要求1所述的便攜式回路電阻的高精度測試裝置，其特征在于所述的測控電路還包括溫度補償電路，溫度補償電路的測溫元件Tl附著在參考電阻RO的外表面上， 溫度補償電路與處理器(Ul)信號連接。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的便攜式回路電阻的高精度測試裝置，其特征在于所述的儲能單元為超級電容器，超級電容為大容量、低內(nèi)阻、大放電電流的大容量單體電容或者為多個電容的串并聯(lián)組合的電容組。
4.根據(jù)權利要求3所述的便攜式回路電阻的高精度測試裝置，其特征在于被測回路電阻Rx和參考電阻RO的信號檢測方式均為四線制形式，參考電阻RO為高穩(wěn)定性、低溫度系數(shù)、大功率的康銅電阻或錳銅電阻或其他穩(wěn)定性能較高的電阻。
5.根據(jù)權利要求4所述的便攜式回路電阻的高精度測試裝置，其特征在于所述的電流調(diào)整控制單元(M2)主要由電流設定單元、電流反饋放大單元和放大單元(U3)構成，放大單元(U3)為運算放大器，另外，電流調(diào)整控制單元(M2)還包括電流取樣電阻及電流啟停開關。
6.根據(jù)權利要求5所述的便攜式回路電阻的高精度測試裝置，其特征在于所述的信號轉換單元Zl主要由模擬切換開關K2、放大單元U4和A/D轉換器U2構成，模擬切換開關 K2的兩路輸入分別與被測回路電阻Rx的接入口和參考電阻RO的兩端相連，模擬切換開關 K2的輸出與放大單元U4相連，模擬切換開關K2的分時切換由處理器Ul控制。
7.根據(jù)權利要求6所述的便攜式回路電阻的高精度測試裝置，其特征在于所述的電池及電源管理電路Bl中的電池為普通電池或充電電池，電源管理電路以實現(xiàn)可充電電池的充電管理和電路中不同要求的電源轉換。
8.根據(jù)權利要求7所述的便攜式回路電阻的高精度測試裝置，其特征在于所述的儲能單元充電接口 B3包括超級電容器充電管理電路，超級電容器充電管理電路可對超級電容器的充電電流、電壓予以檢測控制，方便外部充電接口對超級電容器的可靠、安全地充 H1^ ο
9.根據(jù)權利要求8所述的便攜式回路電阻的高精度測試裝置，其特征在于恒流主控器件為IGBT絕緣柵雙極型晶體管器件。
專利摘要本實用新型公開一種便攜式回路電阻的高精度測試裝置，主要包括主電路、測控電路及其輔助電路，主電路包括儲能單元、大電流恒流控制主器件、被測回路電阻Rx的接入口和參考電阻R0，儲能單元、大電流恒流控制主器件、被測回路電阻Rx的接入口和參考電阻R0為串聯(lián)電路；測控電路包括電流調(diào)整控制單元M2、信號轉換單元Z1、處理器U1及人機接口M1，電流調(diào)整控制單元M2分別與大電流恒流控制主器件和處理器U1信號連接，信號轉換單元Z1與主電路和處理器U1信號連接；輔助電路主要包括電池及電源管理電路B1、電池充電接口B2和儲能單元充電接口B3。是一種重量輕、測量精度高的便攜式回路電阻的測試裝置。
文檔編號H02J7/00GK202018479SQ20112011208
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月17日 優(yōu)先權日2011年4月17日
發(fā)明者陳建文 申請人:陳建文