本實(shí)用新型涉及一種西林電橋反接線原理演示裝置。

背景技術(shù)：

利用西林電橋原理測(cè)絕緣介質(zhì)的介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量是一種非常典型的方法，西林電橋分為正接線和反接線兩種接線方式，這兩種接線方式的電路結(jié)構(gòu)不同，適用范圍也不同。利用西林電橋正接線測(cè)量時(shí)，橋體處于低電位，操作安全方便，并且因?yàn)椴皇鼙辉嚻穼?duì)地寄生電容的影響，測(cè)量準(zhǔn)確。但是使用正接線測(cè)量時(shí)，要求被試品兩端均能對(duì)地絕緣，如電容式套管、耦合電容器等。然而，在變電站現(xiàn)場(chǎng)，設(shè)備外殼幾乎都是固定接地的，故正接線的測(cè)量方法受到一定的限制。西林電橋反接線使用于被試品一極接地的情況，例如：測(cè)量變壓器繞組連同套管的介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量、測(cè)量電流互感器末屏的介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量等，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較為廣泛。

已經(jīng)制作好的介質(zhì)損耗測(cè)試儀被封裝在儀器外殼中，一方面，無(wú)法直接觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)，了解其工作原理；另一方面，儀器自動(dòng)完成測(cè)試，無(wú)法了解其具體測(cè)試過(guò)程。如果直接用電路各個(gè)元器件搭建該電路，然后，再進(jìn)行電路平衡調(diào)節(jié)，一方面不夠直觀、形象；另一方面浪費(fèi)時(shí)間較多且演示效果較差。對(duì)于初次接觸介質(zhì)損耗測(cè)試試驗(yàn)的學(xué)生或者培訓(xùn)學(xué)員，很難快速掌握西林電橋的調(diào)節(jié)方法；對(duì)于教師或者培訓(xùn)師來(lái)說(shuō)，也不便于講解理論知識(shí)或者指導(dǎo)實(shí)際操作，這已經(jīng)成為制約教學(xué)或者培訓(xùn)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種西林電橋反接線原理演示裝置，巧妙地解決上述教學(xué)、培訓(xùn)中所存在的關(guān)鍵問(wèn)題，通過(guò)對(duì)該演示裝置的觀察和實(shí)際操作，培訓(xùn)學(xué)員可以對(duì)西林電橋反接線的接線方法有清晰、直觀的認(rèn)識(shí)，對(duì)其平衡調(diào)節(jié)原理和調(diào)節(jié)方法有更加形象、深刻地理解。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種西林電橋反接線原理演示裝置，包括支架和固定安裝在支架上的演示板，所述演示板由西林電橋反接線演示區(qū)域、調(diào)節(jié)參數(shù)顯示區(qū)域、測(cè)試結(jié)果顯示區(qū)域和控制區(qū)域四部分組成，所述西林電橋反接線演示區(qū)域包括由可調(diào)電阻組成的第一橋臂、由無(wú)感固定電阻和可調(diào)電容并聯(lián)組成的第二橋臂、由被試品電阻和被試品電容并聯(lián)組成的第三橋臂、由標(biāo)準(zhǔn)電容組成的第四橋臂，第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂和第四橋臂作為四條支路組成西林電橋反接線演示電路，四個(gè)橋臂分別由發(fā)光二極管組裝設(shè)而成；所述標(biāo)準(zhǔn)電容與并聯(lián)的無(wú)感固定電阻和可調(diào)電容的公共連接端接地；所述演示板的背面設(shè)置有DSP芯片，所述西林電橋反接線演示區(qū)域、調(diào)節(jié)參數(shù)顯示區(qū)域、測(cè)試結(jié)果顯示區(qū)域和控制區(qū)域均與DSP芯片相連；所述支架包括兩個(gè)升降桿和設(shè)置在升降桿底部的支撐板，通過(guò)升降桿來(lái)調(diào)節(jié)演示板的高度，所述支撐板的底部設(shè)置有4個(gè)萬(wàn)向輪，便于根據(jù)需要移動(dòng)位置。

進(jìn)一步的，所述調(diào)節(jié)參數(shù)顯示區(qū)域包括依次設(shè)置的可調(diào)電阻顯示屏和可調(diào)電容顯示屏，所述可調(diào)電阻顯示屏和可調(diào)電容顯示屏均與DSP芯片相連。

進(jìn)一步的，所述測(cè)試結(jié)果顯示區(qū)域包括依次設(shè)置的顯示測(cè)試結(jié)果按鈕、被試品電容量顯示屏、介質(zhì)損耗因數(shù)顯示屏；所述顯示測(cè)試結(jié)果按鈕、被試品電容量顯示屏和介質(zhì)損耗因數(shù)顯示屏均與DSP芯片相連。

進(jìn)一步的，所述控制區(qū)域包括依次等間距設(shè)置的電源插孔、電源開(kāi)關(guān)和被試品按鈕；所述電源插孔、電源開(kāi)關(guān)和被試品按鈕均與DSP芯片相連接。

進(jìn)一步的，所述第一橋臂和第三橋臂的公共連接端與所述第二橋臂和第四橋臂的公共連接端之間連接有交流檢流計(jì)。

進(jìn)一步的，所述第一橋臂和第二橋臂的公共連接端與所述第三橋臂和第四橋臂的公共連接端之間可外接電源。

進(jìn)一步的，所述可調(diào)電阻的上方設(shè)有與可調(diào)電阻相連的第一調(diào)節(jié)旋鈕，所述第一調(diào)節(jié)旋鈕與DSP芯片相連接。

進(jìn)一步的，所述可調(diào)電容的上方設(shè)有與可調(diào)電容相連的第二調(diào)節(jié)旋鈕，所述第二調(diào)節(jié)旋鈕與DSP芯片相連接。

進(jìn)一步的，所述支架由橡塑材料制成，起固定、支撐作用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

(1)本實(shí)用新型減少了元器件的數(shù)量，增加了演示功能，采用四個(gè)橋臂組成西林電橋反接線電路通過(guò)外接電源及交流檢流儀進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)；在西林電橋反接線電路中，被試品所在第三橋臂的一端接地，故反接線方式適用于測(cè)量被試設(shè)備一端接地設(shè)備的介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量；培訓(xùn)學(xué)員可以通過(guò)該演示教具，清晰、直觀、深入、快速地掌握西林電橋反接線的電路原理及平衡調(diào)節(jié)方法；通過(guò)按下被試品按鈕，接通由被試品電阻和被試品電容并聯(lián)組成的第三橋臂，并且被試品的數(shù)值是隨機(jī)發(fā)生的，便于學(xué)員多次反復(fù)練習(xí)操作；

(2)培訓(xùn)學(xué)員可以手動(dòng)調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)旋鈕和第二調(diào)節(jié)旋鈕，調(diào)節(jié)過(guò)程中可以通過(guò)觀察交流檢流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)情況，來(lái)判斷電橋是否達(dá)到平衡狀態(tài)；學(xué)員可以通過(guò)該過(guò)程，練習(xí)調(diào)節(jié)西林電橋平衡的方法；

(3)電橋平衡以后，可以自動(dòng)在可調(diào)電阻顯示屏顯示可調(diào)電阻的數(shù)值，自動(dòng)在可調(diào)電容顯示屏顯示可調(diào)電容的數(shù)值；培訓(xùn)學(xué)員可以根據(jù)可調(diào)電阻與可調(diào)電容的數(shù)值計(jì)算出被試品電容量及介質(zhì)損耗因數(shù)，然后按下顯示測(cè)試結(jié)果按鈕，與被試品電容量顯示屏和介質(zhì)損耗因數(shù)顯示屏中顯示的數(shù)值進(jìn)行對(duì)照，檢查自己計(jì)算是否正確。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、第一橋臂，2、第二橋臂，3、第三橋臂，4、第四橋臂，5、交流檢流計(jì)，6、第一調(diào)節(jié)旋鈕，7、第二調(diào)節(jié)旋鈕，8、可調(diào)電阻顯示屏，9、可調(diào)電容顯示屏，10、被試品電容量顯示屏，11、介質(zhì)損耗因數(shù)顯示屏，12、顯示測(cè)試結(jié)果按鈕，13、被試品按鈕，14、電源開(kāi)關(guān)，15、電源插孔，16、升降桿，17、萬(wàn)向輪、18、演示板，19、西林電橋正接線演示區(qū)域，20、調(diào)節(jié)參數(shù)顯示區(qū)域，21、測(cè)試結(jié)果顯示區(qū)域，22、控制區(qū)域，23、支撐板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，一種西林電橋反接線原理演示裝置，包括支架和固定安裝在支架上的演示板18，所述支架由橡塑材料制成，起固定、支撐作用；所述支架包括兩個(gè)升降桿16和設(shè)置在升降桿底部的支撐板23，通過(guò)兩個(gè)升降桿16來(lái)調(diào)節(jié)演示板的高度，所述支撐板23的底部設(shè)置有4個(gè)萬(wàn)向輪17，便于根據(jù)需要移動(dòng)位置。所述演示板18由西林電橋反接線演示區(qū)域19、調(diào)節(jié)參數(shù)顯示區(qū)域20、測(cè)試結(jié)果顯示區(qū)域21和控制區(qū)域21四部分組成；所述演示板18的背面設(shè)置有DSP芯片。

所述西林電橋反接線演示區(qū)域19包括由可調(diào)電阻R₃組成的第一橋臂1、由無(wú)感固定電阻R₄和可調(diào)電容C₄并聯(lián)組成的第二橋臂2、由被試品電阻R_x和被試品電容C_x并聯(lián)組成的第三橋臂3、由標(biāo)準(zhǔn)電容C_n組成的第四橋臂4，第一橋臂1、第二橋臂2、第三橋臂3和第四橋臂4作為四條支路組成西林電橋反接線演示電路，四個(gè)橋臂分別由發(fā)光二極管組裝設(shè)而成。所述第一橋臂1和第三橋臂3的公共連接端A與所述第二橋臂2和第四橋臂4的公共連接端B之間連接有交流檢流計(jì)5，所述交流檢流計(jì)5用來(lái)檢測(cè)A與B之間電位是否平衡，當(dāng)A與B之間電位不平衡時(shí)，交流檢流計(jì)5的指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)；當(dāng)A與B之間電位平衡時(shí)，交流檢流計(jì)5的指針位于表計(jì)正中間，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。所述第一橋臂和第二橋臂的公共連接端C與所述第三橋臂和第四橋臂的公共連接端D之間可外接電源。所述標(biāo)準(zhǔn)電容C_n與并聯(lián)的無(wú)感固定電阻R₄和可調(diào)電容C₄的公共連接端接地。所述可調(diào)電阻R₃的上方設(shè)有與可調(diào)電阻相連的第一調(diào)節(jié)旋鈕6；所述可調(diào)電容C₄的上方設(shè)有與可調(diào)電容相連的第二調(diào)節(jié)旋鈕7。所述第一橋臂1的可調(diào)電阻R₃、第二橋臂2的無(wú)感固定電阻R₄與可調(diào)電容C₄、第三橋臂3的被試品電阻R_x與被試品電容C_x、第四橋臂4的標(biāo)準(zhǔn)電容C_n、交流檢流計(jì)5、第一調(diào)節(jié)旋鈕6、第二調(diào)節(jié)旋鈕均7均與DSP芯片相連接。

所述調(diào)節(jié)參數(shù)顯示區(qū)域20包括依次設(shè)置的可調(diào)電阻顯示屏8和可調(diào)電容顯示屏9，所述可調(diào)電阻顯示屏8、可調(diào)電容顯示屏9均與DSP芯片相連。當(dāng)電橋平衡后，所述可調(diào)電阻顯示屏8用來(lái)自動(dòng)顯示電橋平衡以后可調(diào)電阻R₃的值，所述可調(diào)電容顯示屏9用來(lái)自動(dòng)顯示電橋平衡以后可調(diào)電容C₄的值。

所述測(cè)試結(jié)果顯示區(qū)域21包括依次設(shè)置的顯示測(cè)試結(jié)果按鈕12、介質(zhì)損耗因數(shù)顯示屏11和被試品電容量顯示屏10，所述顯示測(cè)試結(jié)果按鈕12、介質(zhì)損耗因數(shù)顯示屏11和被試品電容量顯示屏10均與DSP芯片相連。測(cè)試結(jié)束以后，按下顯示測(cè)試結(jié)果按鈕12，測(cè)試結(jié)果會(huì)在被試品電容量顯示屏10和介質(zhì)損耗因數(shù)顯示屏11中顯示。被試品電容量顯示屏10用來(lái)顯示測(cè)試結(jié)束以后被試品電容量C_x的值；介質(zhì)損耗因數(shù)顯示屏11用來(lái)顯示測(cè)試結(jié)束以后被試品的介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ。

所述控制區(qū)域22包括依次等間距設(shè)置的電源插孔15、電源開(kāi)關(guān)14和被試品按鈕13，所述電源插孔15、電源開(kāi)關(guān)14與DSP芯片的電源引腳相連接，用于給該DSP芯片供電；所述被試品按鈕13與DSP芯片相連接，當(dāng)按下被試品按鈕13以后，由被試品電容C_x與被試品電阻R_x并聯(lián)組成的第三橋臂3被點(diǎn)亮，表明被試品已經(jīng)接入電路，并且該被試品的數(shù)值是隨機(jī)發(fā)生的，每次給出的數(shù)值均不同，便于學(xué)生或者學(xué)員多次反復(fù)練習(xí)操作。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。