專利名稱：感性負(fù)載低電阻快速測量微歐計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種測量電變量的儀器，更確切地說是涉及一種對帶大電感的低值電阻如變壓器、發(fā)電機、電動機等繞組的直流電阻進(jìn)行測量的儀器。
在測量諸如大型電力變壓器繞組電阻以確定其繞組的對稱性時，由于繞組的電感很大，電感中的電流又不能突變，所以在測試加壓后要有相當(dāng)長的充電過渡時間，以克服感性負(fù)載的電流慣性，待穩(wěn)定后才能進(jìn)行測量，電感越大過渡時間越長。
中國專利CN85205806《便攜式數(shù)字微歐計》一種專門用于測量低值電阻的便攜式數(shù)字儀器，其測量原理采用壓降法，包括輸出恒定電流I的恒流源，恒定電流I流過被測電阻Rx，以形成電壓降Ux，經(jīng)前置放大器放大，再由A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，送顯示器顯示，Rx＝Ux／I，Rx的精度由Ux、I的準(zhǔn)確度保證。該微歐計的特征是增加了由欠量程信號產(chǎn)生器及欠量程信號判別器組成的量程切換信號產(chǎn)生器去控制量程切換器，以解決切換量程時，長時間等待穩(wěn)定狀態(tài)出現(xiàn)的情況，減少測試時間。
這種微歐計，由于采用壓降法(伏安法或微歐表法)測量，以恒流源對帶大電感的低值電阻充電，待充電電流飽和穩(wěn)定后才可取值測量，并未從根本上解決測試時間長、測試效率低的問題。
本實用新型的目的在于提供一種快速測量感性負(fù)載直流低電阻的微歐計，具有充電時間短的特點，能快速、準(zhǔn)確地數(shù)字顯示電感負(fù)載的直流低電阻。
本實用新型的測量原理采用比較法，即將被測電阻Rx和一個標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn串聯(lián)，通過同一個穩(wěn)定的電流(恒流源)，形成兩個電壓降Ux和Un，Ux經(jīng)前置放大器放大，然后與Un一起送入比率運算和A／D轉(zhuǎn)換器，計算出的Rx通過數(shù)字顯示器顯示或轉(zhuǎn)換成BCD碼經(jīng)接口電路輸入至計算機或打印機中，由于采用比較法測量，同步地線性取樣，不受電流波動的影響，與電流的絕對精度無關(guān)，而保證了很高的測量準(zhǔn)確性。
本實用新型在由電壓源、被測電阻、標(biāo)準(zhǔn)電阻、恒流源串聯(lián)組成的充電回路中增加了自動轉(zhuǎn)換充電電壓的高、低壓自動轉(zhuǎn)換電路和保護電路，使高壓快速充電，低壓恒流穩(wěn)定測量，并在高壓快速充電時封住測量部件的入口，有效地提高了充電速度并保護了測量部件。
經(jīng)過上述改進(jìn)設(shè)計后的微歐計，測量精度達(dá)0.2％，測量25萬KVA、50萬伏變壓器單繞組的時間為3分鐘。
下面結(jié)合實施例附圖詳細(xì)說明本實用新型的技術(shù)。
附

圖1 感性負(fù)載低電阻快速測量微歐計測量原理方框圖。
附圖2 感性負(fù)載低電阻快速測量微歐計元件連接線路圖，包括圖2－a和2－b。
附圖3 感性負(fù)載低電阻快速測量微歐計外形圖。
參見附圖1，圖中1為電源，3為被測電阻Rx，2為標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn，4為恒流源，5為前置放大器，6為A／D轉(zhuǎn)換及比率運算器，7為3 1/2 位數(shù)字顯示器，8為微機接口，9為快速充電自動轉(zhuǎn)換及保護電路。
電源1、標(biāo)準(zhǔn)電阻2(Rn)、被測電阻3(Rx)、恒流源4串聯(lián)形成對電感負(fù)載的直流電阻Rx的充電回路，由快速充電自動轉(zhuǎn)換及保護電路9實現(xiàn)高壓快速充電及低壓恒流穩(wěn)定測量的高、低壓U1、U2的轉(zhuǎn)換，并在以高壓U1、大電流I′對Rx充電時，斷開前置放大器5和A／D轉(zhuǎn)換及比率運算器6，在以低壓U2、恒流I穩(wěn)定測量時，A／D轉(zhuǎn)換及比率運算器6完成如下運算U＝Ux·K／Un＝Rx·I·K／Un·I則U＝K·Rx／Rn，其中K為前置放大器5的放大倍數(shù)。將U轉(zhuǎn)換成數(shù)字量并由3 1/2 數(shù)字顯示器7顯示，也可轉(zhuǎn)換成BCD碼由微機接口8輸入至計算機或打印機。
參見附圖2－a，第I組整流電源的三端穩(wěn)壓器件7805.7905輸出±5V電源，第Ⅱ組整流電源，H端輸出高電壓U1、如36V，三端穩(wěn)壓器件7809輸出低電壓U2 9V。
以低漂移運算放大器I1(741)為核心件的恒流源，Q1Q2組成達(dá)林頓管，以低漂移運算放大器I2(OP07)為核心部件的前置放大器是同相放大器，其放大倍數(shù)由開關(guān)S1－2、S2－2調(diào)整，以I3為核心部件的A／D轉(zhuǎn)換及比率運算器，應(yīng)用CMOS集成件7107，為3位雙積分A／D轉(zhuǎn)換器直接輸出七段譯碼信號的數(shù)字面板表專用電路。S1－1、S2－1、S3－1、S4－1、S5－1為比率運算的量程選擇開關(guān)，分別對應(yīng)于×10－6、×10－5、×10－4、×10－3、×10－2。
本實用新型的高壓快速充電，低壓恒流穩(wěn)壓測量是通過由三極管Q3、繼電器J2及二極管D10、穩(wěn)壓管D4組成的繼電器開關(guān)電路實現(xiàn)的。Rx接入微歐計加壓后，U1(36V)、繼電器J1的動接點、Rx、Rn恒流源I1、Q1、Q2構(gòu)成充電回路，對Rx進(jìn)行高壓快速充電，當(dāng)充電電流未達(dá)到預(yù)定值時，三極管Q3截止，繼電器J2截止，J2的動合接點同時封住前置放大器I2和A／D轉(zhuǎn)換器I3的入口。當(dāng)充電電流達(dá)到預(yù)定值時，電阻R6兩端的壓降足以使穩(wěn)壓管D4擊穿，Q3導(dǎo)通，繼電器J2動作，二極管D10為續(xù)流二極管，由附圖2－b繼電器J1、J2的連接圖可知，J2動作J1釋放，三端穩(wěn)壓器7809輸出U2(9V)繼續(xù)維持對Rx的恒流充電，并同時打開前置放大器I2和A／D轉(zhuǎn)換器I3的入口，正式接入Ux進(jìn)行測量。圖中P1、P2、C1、C2分別為Rx的電位端鈕和電流端鈕，電容C6、二極管D3的作用在于對高低壓自動轉(zhuǎn)換時的電路保護，由于在高低壓轉(zhuǎn)換時，繼電器J1會由于充電回路的瞬間開路而出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，以高壓U1充電時二極管D3正端為9V，負(fù)端為36V截止，一旦J1動作，二極管D3導(dǎo)通，9V低壓即接入充電回路中。
圖中二極管D1、D5－D10為IN4001，D3為IN5404，穩(wěn)壓二極管D2為2CW234，D4為ZCW50。三極管Q1為3DK4，Q2為3DD15，Q3為BD201，電容C1、C2、C5為2200μf／50V，C3、C4、C9－C12、C16為0.1μf，C6－C8、C13、C14為470μf／16V，C15為100pf，C17為0.47μf，C18為0.22μf。電阻R1、R9、R11、R12為1K，R24.3K，R3－R5 2K，R6 2Ω，R7、R20－R22 20Ω，R8、R14 9K，R10、R13 99K，R15、R16 10K，R17 100K，R18 24K，R19 47K，R23 1MΩ。
參見圖3，圖中31為顯示器件LED數(shù)碼管，32－36為量程選擇開關(guān)，分別對應(yīng)于附圖2－a中的S1－S5，37為附圖2－a中的S8解除開關(guān)，其功能是在換相時使測量放大器入口短路，防止反電勢將后級元件擊穿，38為附圖2中的核零開關(guān)S7，其功能是對運算放大器零點調(diào)節(jié)，39為電源開關(guān)S6。
權(quán)利要求1.一種對感性負(fù)載直流電阻快速測量的微歐計，包括穩(wěn)壓源和輸出恒定電流的恒流源，恒定電流流過被測電阻Rx以形成電壓降Ux，有放大Ux的前置放大器，計算出Rx的運算器及進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換器，以數(shù)字顯示Rx的數(shù)字顯示器，其特征在于有標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn與被測感性負(fù)載直流電阻Rx串聯(lián)接入恒流源回路，所通過的同一個電流形成的兩個電壓降Ux和Un，再對Ux、Un進(jìn)行比較運算及對運算的Rx作模數(shù)轉(zhuǎn)換并數(shù)字顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對感性負(fù)載直流電阻快速測量的微歐計，其特征在于在由電壓源、被測電阻Rx、標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn、恒流源串聯(lián)組成的對感性負(fù)載Rx充電的充電回路中，還有使高壓快速充電并封住測量部件入口，低壓恒流穩(wěn)定測量并打開測量部件入口的自動轉(zhuǎn)換充電電壓的高低壓自動轉(zhuǎn)換及保護的電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種對感性負(fù)載直流電阻快速測量的微歐計，其特征在于所述的自動轉(zhuǎn)換充電電壓的高低壓自動轉(zhuǎn)換電路是從串接在恒流源電路 中的限流電阻上截取并通過穩(wěn)壓管及電阻控制三極管開關(guān)的繼電器開關(guān)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種對感性負(fù)載直流電阻快速測量的微歐計，其特征在于所述的自動轉(zhuǎn)換充電電壓的保護電路是由二極管電容組成，二極管正端接低電壓輸出，二極管負(fù)端接測量部件入口和電容的正端并通過繼電器動接點接高電壓輸出。
專利摘要本實用新型涉及一種對感性負(fù)載直流電阻快速測量的微歐計，帶大電感的負(fù)載，由于在加壓測試時需相當(dāng)長的充電穩(wěn)定時間以克服電流慣性，因而測試效率低。本實用新型采用將被測電阻Rx、標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn串入穩(wěn)流源回路中，形成兩個電壓降Ux、Un，再對Ux、Un進(jìn)行比率運算，模數(shù)轉(zhuǎn)換并數(shù)字顯示，由于在充電回路中又串入高、低壓自動轉(zhuǎn)換及保護電路，使實行高壓快速充電和低壓恒流穩(wěn)定測量。
文檔編號G01R27/02GK2074459SQ9022042
公開日1991年4月3日 申請日期1990年9月19日 優(yōu)先權(quán)日1990年9月19日
發(fā)明者張力, 李心恕 申請人:張力, 李心恕