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超低頻微機(jī)型接地電阻測(cè)量?jī)x的制作方法

文檔序號(hào):6087868閱讀:259來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:超低頻微機(jī)型接地電阻測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型超低頻微機(jī)型接地電阻測(cè)量?jī)x是一種主要用于電廠、變電所等部門對(duì)接地網(wǎng)接地電阻進(jìn)行測(cè)量的儀器。
測(cè)量接地電阻,一般要設(shè)兩組輔助性接地體。一組稱接地棒或電壓探針Z,用來(lái)測(cè)量被測(cè)接地體與零電位間電壓;另一組稱輔助接地體或電流極B,用來(lái)構(gòu)成流過(guò)被測(cè)接地體的電流回路。目前,測(cè)量接地電阻的儀器有流比計(jì)型、電位差型和電橋型等。如蘇聯(lián)產(chǎn)MC-07型、日本產(chǎn)L-9型、國(guó)產(chǎn)ZC-8型均采用手搖發(fā)電機(jī)作測(cè)量電源,由檢流計(jì)作測(cè)量指示,主要存在問(wèn)題是抗干擾能力差,對(duì)大型接地網(wǎng)無(wú)法進(jìn)行精確測(cè)量。
本實(shí)用新型的任務(wù)是提供一種抗干擾能力強(qiáng)、使用方便、以超低頻功率發(fā)生器為測(cè)量電源,用微機(jī)進(jìn)行計(jì)算并校正測(cè)量誤差,用數(shù)字顯示器直觀顯示正確測(cè)量值的超低頻微機(jī)型接地電阻測(cè)量?jī)x。
本實(shí)用新型超低頻微機(jī)型接地電阻測(cè)量?jī)x主要由一個(gè)微型計(jì)算機(jī)和一個(gè)低頻功率發(fā)生器、一個(gè)電壓信號(hào)通道、一個(gè)電流信號(hào)通道、一個(gè)信號(hào)選擇電路及一個(gè)工作電源、一個(gè)顯示器、一只接地電流回路取樣電阻Rn組成。其中超低頻功率發(fā)生器的輸入端接微機(jī)接受超低頻信號(hào),超低頻功率發(fā)生器的一個(gè)輸出端X接本測(cè)量?jī)x殼體接線柱JI,另一個(gè)輸出端y通過(guò)取樣電阻Rn接殼體接線柱A;信號(hào)選擇電路能在輸入的兩種信號(hào)中選擇一種信號(hào)輸出,其兩個(gè)輸入端分別接殼體接線柱Ju和超低頻功率發(fā)生器的一個(gè)輸出端y,其控制極與微機(jī)的一個(gè)輸出口連通,信號(hào)選擇受微機(jī)控制;電壓信號(hào)通道,由一個(gè)能對(duì)工頻及以上頻率起衰減作用的有源低通濾波器和一個(gè)能將超低頻信號(hào)整形成方波信號(hào)輸出的整形電路、一個(gè)能將超低頻信號(hào)整流成直流信號(hào)輸出的整流電路構(gòu)成。其中,有源低通濾波器的兩個(gè)輸入端分別接信號(hào)選擇電路的輸出端和殼體的接線柱A,其輸出端共接整形電路和整流電路的輸入端。整形電路和整流電路的輸出端分別與微機(jī)的兩個(gè)輸入端連接,供計(jì)算和校正用;電流信號(hào)通道的兩個(gè)輸入端跨接于取樣電阻Rn的兩端,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及兩個(gè)輸出端的外接狀況與電壓信號(hào)通道相同;顯示器與微機(jī)的輸出端相接。
本實(shí)用新型,由于采用了超低頻測(cè)量電源和微機(jī)運(yùn)算及上述相應(yīng)的電路,故具有使用方便、抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)量精確高的優(yōu)點(diǎn)。


圖1,為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路原理方框圖(大虛線框內(nèi))及使用時(shí)與外界的接線示意圖;附圖2,為本實(shí)施例中的低頻功率發(fā)生器電路圖;附圖3,為本實(shí)施例中的信號(hào)選擇電路圖;附圖4,為本實(shí)施例中的電壓(電流)信號(hào)通道電路圖;附圖5,為本實(shí)施例的外形圖。
以下依附圖進(jìn)一步作實(shí)施例說(shuō)明如圖1、2、3、4所示,本實(shí)施例超低頻微機(jī)型接地電阻測(cè)量?jī)x,由一個(gè)單板微型計(jì)算機(jī)8和一個(gè)低頻功率發(fā)生器7、一個(gè)電壓信號(hào)通道UT、一個(gè)電流信號(hào)通道IT、一個(gè)信號(hào)選擇電路E及一個(gè)工作電源10、一個(gè)數(shù)字顯示器9、一只接地電流回路取樣電阻Rn組成。其中超低頻功率發(fā)生器7由一只“D”端與“Q”端短接的D型觸發(fā)器F和對(duì)稱的兩只耦合電容器C1、C2,兩只限流電阻R1、R2,兩只回流二極管D1、D2,兩只偏置電阻R3、R4,兩只復(fù)合功率放大管BG1、BG2及一只隔離變壓器HB構(gòu)成。這里電容、電阻C1、R1和C2、R2分別串聯(lián)于觸發(fā)器F的兩個(gè)輸出端Q、Q和兩只復(fù)合功率放大管BG1、BG2的基極之間,二極管、電阻D1、R3和D2、R4分別并聯(lián)于復(fù)合管BG1、BG2的基極與零線之間,兩復(fù)合管BG1、BG2的輸出端分別接隔離變壓器HB原匝線圈的兩端,并由隔離變壓器HB付匝線圈的兩端作為功率發(fā)生器7的兩個(gè)輸出端x、y,D型觸發(fā)器的CP端作為功率發(fā)生器7的輸入端。CP端與微機(jī)8的一個(gè)端子連接,接受低頻信號(hào)ed,X端與殼體上的接線柱JI連接、y端通過(guò)取樣電阻Rn與殼體上的接線柱A連接;信號(hào)選擇電路E由一只繼電器J及依次串聯(lián)接于繼電器J動(dòng)觸點(diǎn)后的一個(gè)由電阻R5、R6、R7與電容C3、C4、C5構(gòu)成的無(wú)源低通濾波器和一只耦合電容器C6組成。并以繼電器J的兩個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)為輸入端分別接殼體接線柱Ju和超低頻功率發(fā)生器7的一個(gè)輸出端y。繼電器J線圈的一端與微機(jī)8的一個(gè)輸出端連接,接受控制信號(hào)Ku。線圈的另一端接殼體接線柱A;電壓信號(hào)通道UT,由一個(gè)能對(duì)工頻及以上頻率起很大衰減作用的有源低通濾波器1和一個(gè)能將超低頻信號(hào)整形成方波信號(hào)fu輸出到微機(jī)8的整形電路2、一個(gè)能將超低頻信號(hào)整流成直流信號(hào)Vu輸出到微機(jī)8的整流電路3構(gòu)成。這里有源低通濾波器1的兩個(gè)輸入端分別接信號(hào)選擇電路E的輸出端和殼體接線柱A,其輸出端共接整形電路2和整流電路3的輸入端。整形電路2和整流電路3的輸出端分別與微機(jī)8的兩個(gè)輸入端連接。所述的有源低通濾波器1由一個(gè)二極有源低通濾波器和一個(gè)電壓跟隨器依次串聯(lián)而成。該第一級(jí)有源低通濾波器由偏置電阻R8、限流電阻R9、輸入電阻R10、反饋電容C7、濾波電容C8和放大器IC1構(gòu)成。該第二級(jí)有源低通濾波器由限流電阻R11、輸入電阻R12、反饋電容C9、濾波電容C10和放大器IC2構(gòu)成。該電壓跟隨器由耦合電容C11、偏置電阻R13、放大器IC3構(gòu)成。所述的整形電路2由一個(gè)由限流電阻R14、反饋電阻R15及放大器IC4構(gòu)成的反相器和一個(gè)由正輸入電阻R16、負(fù)輸入電阻R17及放大器IC5構(gòu)成的電壓比較器組成。反相器的一個(gè)輸入端接零,另一個(gè)輸入端與電壓比較器的一個(gè)輸入端共接于有源低通濾波器1的輸出端。電壓比較器的另一個(gè)輸入端接反相器的輸出端。所述的整流電路3由一個(gè)由正輸入電阻R18、負(fù)輸入電阻R22及放大器IC6構(gòu)成的電壓比較器和一個(gè)帶限流電阻R19的電子開(kāi)關(guān)IC7、一個(gè)由電阻R20、電容C12構(gòu)成的平滑濾波電路、一個(gè)帶偏置電阻R21的電壓跟隨器IC8串聯(lián)組成。放大器IC6的負(fù)輸入端通過(guò)負(fù)輸入電阻R22與電壓跟隨器IC8的輸出端連接。整流電路3的工作過(guò)程是,當(dāng)輸入放大器IC6正輸入端的低頻信號(hào)處于上半周時(shí)就正比較輸出高電位控制電子開(kāi)關(guān)IC7開(kāi)通,上半周的低頻信號(hào)經(jīng)電阻R19和電子開(kāi)關(guān)IC7成半波整流(低頻信號(hào)呈下半周時(shí),電子開(kāi)關(guān)IC7不通)經(jīng)后續(xù)平滑濾波器、電壓跟隨器IC8輸出直流信號(hào)Vu;電流信號(hào)通道IT的兩個(gè)輸入端跨接于取樣電阻Rn的兩端,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及兩個(gè)輸出端的外接狀況與電壓信號(hào)通道UT相同,對(duì)應(yīng)輸出的兩個(gè)信號(hào)分別記為fi和Vi;顯示器9與微機(jī)8的輸出端相接;工作電源10向本儀器提供±5V和12V的直流電源;本儀器電路中的零電位與殼體上的接線柱A等電位;工作電源10中的開(kāi)關(guān)K兼作整機(jī)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)。
整機(jī)的工作過(guò)程如下當(dāng)需測(cè)量時(shí),先將本機(jī)外殼上的接線柱JI與電流極B連接、接線柱Ju與電壓探針Z連接、接線柱A與被測(cè)接地網(wǎng)(圖中等效為接地電阻RD)連接。完畢后,即可打開(kāi)電源10及本儀器的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)K,單板微機(jī)8即輸出超低頻信號(hào)ed令超低頻功率發(fā)生器7發(fā)出測(cè)量電流。按設(shè)計(jì),儀器先行自校,即;微機(jī)發(fā)出控制信號(hào)Ku令信號(hào)選擇電路E選取測(cè)量回路電流信號(hào)ei并將信號(hào)濾波后送出。此時(shí),電壓信號(hào)通道UT和電流信號(hào)通道IT同時(shí)接受信號(hào)ei并分別輸出方波信號(hào)fu與fi,直流信號(hào)Vu與Vi。微機(jī)8錄取直流信號(hào)Vu與Vi后,運(yùn)算出幅值傳輸比Vu/Vi=Kn。錄取方波信號(hào)fu與fi后,運(yùn)算出相角差fu-fi=αn,并將兩者內(nèi)存;而后儀器進(jìn)入測(cè)量程序。微機(jī)8再次發(fā)出控制信號(hào)Ku,令信號(hào)選擇電路E選取測(cè)量回路電壓信號(hào)eu并將信號(hào)濾波后送出。此時(shí)電壓信號(hào)通道UT和電流信號(hào)通道IT分別輸入信號(hào)eu與ei并輸出直流信號(hào)Vu、Vi、方波信號(hào)fu、fi。微機(jī)再次錄取并運(yùn)算出Vu/Vi=Kx和fu-fi=αx,而后又取出內(nèi)存進(jìn)行接地電阻RD=Kx/Kn·Rn的運(yùn)算、和進(jìn)行α=αx-αn的運(yùn)算,并根據(jù)α值消除微量誤差的運(yùn)算,最終在顯示器9上顯示出正準(zhǔn)的接地電阻測(cè)量值RD。
權(quán)利要求1.一種用于測(cè)量接地網(wǎng)接地電阻的超低頻微機(jī)型接地電阻測(cè)量?jī)x,其特征在于它主要由一個(gè)微型計(jì)算機(jī)(8)和一個(gè)能提供測(cè)量電源的超低頻功率發(fā)生器(7)、一個(gè)電壓信號(hào)通道UT、一個(gè)電流信號(hào)通道IT、一個(gè)信號(hào)選擇電路E及一個(gè)電路工作電源(10)、一個(gè)顯示器(9)、一只接地電流回路取樣電阻Rn組成,其中超低頻功率發(fā)生器(7)的輸入端接微機(jī)(8)能輸出超低頻信號(hào)的輸出端,接受超低頻信號(hào)ed,超低頻功率發(fā)生器(7)的一個(gè)輸出端X接本測(cè)量?jī)x殼體接線柱J1,另一個(gè)輸出端y通過(guò)取樣電阻Rn接殼體接線柱A,超低頻功率發(fā)生器(7)能將輸入的超低頻信號(hào)進(jìn)行功率放大并輸出;信號(hào)選擇電路E,能在輸入的兩種信號(hào)中選擇一種信號(hào)輸出,兩個(gè)輸入端分別接殼體接線柱Ju和超低頻功率發(fā)生器(7)的一個(gè)輸出端y,其控制極與微機(jī)(8)的一個(gè)輸出端連通,信號(hào)選擇受微機(jī)(8)控制;電壓信號(hào)通道UT,由一個(gè)能對(duì)工頻及以上頻率起衰減作用的有源低通濾波器(1)和一個(gè)能將超低頻信號(hào)整形成方波信號(hào)fu輸出的整形電路(2)、一個(gè)能將超低頻信號(hào)整流成直流信號(hào)Vu輸出的整流電路(3)構(gòu)成,這里,有源低通濾波器(1)的兩個(gè)輸入端分別接信號(hào)選擇電路E的輸出端和殼體的接線柱A,其輸出端共接整形電路(2)和整流電路(3)的輸入端,整形電路(2)和整流電路(3)的輸出端分別與微機(jī)(8)的兩個(gè)輸入端連接,供計(jì)算和校正用;電流信號(hào)通道IT的兩個(gè)輸入端跨接于取樣電阻Rn的兩端,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及兩個(gè)輸出端的外接狀況與電壓信號(hào)通道UT相同;顯示器(9)與微機(jī)(8)的輸出端相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低頻微機(jī)型接地電阻測(cè)量?jī)x,其特征在于所說(shuō)的超低頻功率發(fā)生器(7)由一只D型觸發(fā)器F和對(duì)稱的兩只耦合電容器C1、C2,兩只限流電阻R1、R2,兩只回流二極管D1、D2,兩只偏置電阻R3、R4,兩只復(fù)合功率放大管BG1、BG2及一只隔離變壓器HB構(gòu)成,并以觸發(fā)器F的一個(gè)輸入端CP作為功率發(fā)生器(7)的輸入端,其中,電容、電阻C1、R1和C2、R2分別串聯(lián)于觸發(fā)器F的兩個(gè)輸出端Q、Q和兩只復(fù)合功率放大管BG1、BG2的基極之間,二極管、電阻D1、R3和D2、R4分別并聯(lián)于復(fù)合管BG1、BG2的基極與零線之間,兩只復(fù)合管BG1、BG2的輸出端分別接隔離變壓器HB原匝線圈的兩端,并由隔離變壓器HB付匝線圈的兩端作為功率發(fā)生器(7)的兩個(gè)輸出端x、y。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超低頻微機(jī)型接地電阻測(cè)量?jī)x,其特征在于所說(shuō)的信號(hào)選擇電路E由一只繼電器J及依次串聯(lián)接于繼電器J動(dòng)觸點(diǎn)后的一個(gè)無(wú)源低通濾波器和一只耦合電容器C6構(gòu)成,并以繼電器J的兩個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)作為電路E的兩個(gè)輸入端,繼電器J線圈的一端接殼體接線柱A,另一端接微機(jī)(8)接受控制信號(hào)Ku。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超低頻微機(jī)型接地電阻測(cè)量?jī)x,其特征在于所說(shuō)的電壓信號(hào)通道UT或電流信號(hào)通道IT中的有源低通濾波器(1)由一個(gè)二級(jí)有源低通濾波器和一個(gè)電壓跟隨器依次串聯(lián)構(gòu)成;所說(shuō)的整形電路(2)由一個(gè)反相器和一個(gè)電壓比較器構(gòu)成,反相器的一個(gè)輸入端與電壓比較器的一個(gè)輸入端共接于有源低通濾波器(1)的輸出端后,電壓比較器的另一個(gè)輸入端接反相器的輸出端,并以電壓比較器的輸出端作為整形電路(2)的輸出端;所說(shuō)的整流電路(3)是由一個(gè)電壓比較器、一個(gè)電子開(kāi)關(guān)IC7、一個(gè)平滑濾波電路、一個(gè)電壓跟隨器IC8依次串聯(lián)而成的開(kāi)關(guān)式整流電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種測(cè)量接地網(wǎng)接地電阻的超低頻微機(jī)型接地電阻測(cè)量?jī)x。其特征是它主要由微型計(jì)算機(jī)8、超低頻功率發(fā)生器7、信號(hào)選擇電路E、電壓信號(hào)通道UT、電流信號(hào)通道IT、電流回路取樣電阻Rn及顯示器9、工作電源10組成。使用時(shí),微機(jī)能根據(jù)檢測(cè)到的電壓、電流回路信號(hào)值進(jìn)行計(jì)算并校正誤差,直觀地顯示出測(cè)定值。它具有抗干擾能力強(qiáng)、使用方便、自動(dòng)校正測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R27/20GK2098690SQ9121943
公開(kāi)日1992年3月11日 申請(qǐng)日期1991年8月6日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月6日
發(fā)明者施亞民 申請(qǐng)人:浙江省送變電工程公司
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