專利名稱：寬量程變壓器直阻精密速測(cè)歐姆計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量電變量的儀器，特別是一種寬量程變壓器直阻精密速測(cè)歐姆計(jì)。
中國(guó)專利CN90220425.4名稱為《感性負(fù)載低電阻快速測(cè)量微歐計(jì)》存在有如下缺陷1、基準(zhǔn)電阻RN與被測(cè)電阻RX連接處接數(shù)字地，A／D轉(zhuǎn)換器反向積分時(shí)，UN將先回零；如果RN與RX互換位置，則UN將從負(fù)電位回零，這兩種情況都極容易導(dǎo)致A／D轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的積分器輸出被強(qiáng)制為零，造成A／D內(nèi)部的積分器與緩沖器受損而使芯片損壞。
2、恒流源中運(yùn)算器11及達(dá)林頓管Q1，Q2處于放大狀態(tài)，電源輸出有很小的紋波電壓，在恒流源電路中將有較大的反應(yīng)，而這個(gè)電壓將幾乎全部降在感性負(fù)載的RX兩端，這樣使得RX的測(cè)量精度被降低。
3、對(duì)感性負(fù)載RX進(jìn)行充電時(shí)是按對(duì)數(shù)規(guī)則變化，充電電流永遠(yuǎn)不可能達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值，總有一個(gè)不斷減小的感抗XL在影響著RX的測(cè)量精度，因而在測(cè)量RX時(shí)，不能知道何時(shí)被測(cè)值達(dá)到所需要的精度以內(nèi)。
4、其恒流源只能提供一個(gè)固定的恒流電流1，這樣將不能適應(yīng)感抗數(shù)值很寬的不同阻值RX的測(cè)量。
5、在測(cè)量大型電力變壓器五柱角接低壓繞組直阻時(shí)，由于低壓繞組匝數(shù)少，鐵芯很難飽和，因而不可能縮短充電時(shí)間。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種寬量程變壓器直阻精密速測(cè)歐姆計(jì)，從而可提高測(cè)量速度及測(cè)量精度，保護(hù)A／D板不受損害，擴(kuò)大測(cè)量范圍。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的寬量程變壓器直阻精密速測(cè)歐姆計(jì)，是由電源、感抗消除電路、被測(cè)電阻RX、可變基準(zhǔn)電阻RR、可變測(cè)量恒流源、信號(hào)共地轉(zhuǎn)換放大電路、測(cè)量精度保證電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字顯示電路、微機(jī)接口電路、助磁恒流源和助磁線圈構(gòu)成，其中(a)可變測(cè)量恒流源(5)由核心器件運(yùn)放器U1(741)及三極管T1、T2組成的達(dá)林頓管等構(gòu)成，其中U1的輸出接T1的基極，電源(1)、被測(cè)電阻RX(3)、可變基準(zhǔn)電阻RR(4)和可變恒流源(5)形成對(duì)變壓器線圈直阻RX的充電回路；(b)感抗XL消除電路(2)是由電容C4與電阻R6串聯(lián)構(gòu)成，并且并聯(lián)在RX和RR兩端；(c)信號(hào)共地轉(zhuǎn)換放大電路(6)是由差分放大器U2、U3，量程開關(guān)S1——S6，11放大器U4及外圍電阻構(gòu)成，其中差分放大器的輸出端接11放大器U4的輸入端，U4的輸出端經(jīng)電阻R22及電容C17接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(8)的10腳；(d)測(cè)量精度保證電路(7)由電壓比較器U8(LM310)及外圍元件組成，U8的輸出端接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(8)的25腳；(e)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(8)由A／D轉(zhuǎn)換器U5芯片(IC7135)，反向器U7(4069)，譯碼器U6(4511)等組成，其輸出端分別接數(shù)字顯示電路(9)及微機(jī)接口電路(10)；(f)數(shù)字顯示電路(9)是由三極管T3－－T7和數(shù)碼管構(gòu)成。
由于有上述構(gòu)造使得本實(shí)用新型具有如下電路特點(diǎn)測(cè)量速度快，提高了測(cè)量感性負(fù)載的測(cè)量精度，對(duì)A／D轉(zhuǎn)換器具有保護(hù)作用，同時(shí)擴(kuò)大了測(cè)量范圍。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖；圖2a，圖2b為本實(shí)用新型元件連接線路圖；圖3為本實(shí)用新型的助磁接線圖4為本實(shí)用新型外型圖；參見圖1，(1)電源，(2)感抗XL消除電路，(3)被測(cè)電阻RX，(4)可變基準(zhǔn)電阻RR，(5)可變測(cè)量恒流源(6)信號(hào)共地轉(zhuǎn)換放大電路，(7)測(cè)量精度保證電路，(8)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，(9)數(shù)字顯示電路，(10)微機(jī)接口電路，(11)助磁恒流源，(12)助磁線圈。
電源(1)，被測(cè)電阻RX(3)，可變基準(zhǔn)電阻RR(4)，可變恒流源(5)形成對(duì)變壓器線圈直阻RX的充電回路，恒流11在被測(cè)電阻RX和基準(zhǔn)電阻RR上分別產(chǎn)生兩個(gè)電壓降UX、UR，其中UR直接送至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8中的A／D轉(zhuǎn)換電路作為基準(zhǔn)電壓，Ux經(jīng)信號(hào)共地轉(zhuǎn)換電路放大電路(6)處理后，變?yōu)榕cUR負(fù)端共地的放大了K倍的信號(hào)電壓UX′，再送往A／D信號(hào)端與UR進(jìn)行比較計(jì)算后，由數(shù)字顯示電路(9)顯示或轉(zhuǎn)換成BCD碼經(jīng)微機(jī)接口電路(10)輸入至計(jì)算機(jī)或打印機(jī)中。
參見圖2，第一組整流電源由三端穩(wěn)壓器7824輸出24V作為充電測(cè)量電源，第二組整流電路的三端穩(wěn)應(yīng)器7805，7905輸出±5V電源，第三組整流電源與三端穩(wěn)壓器317組成一恒流源，作為助磁電源。測(cè)量恒流源(5)由核心器件運(yùn)放器U1(741)及三極管T1、T2組成的達(dá)林頓管等構(gòu)成，感抗XL消除電路由電容C4與電阻R6組成，信號(hào)共地轉(zhuǎn)換放大電路(6)由差分放大器U2，U3，量程選擇開關(guān)S1－－S6，11放大器U4及其外圍電阻組成，測(cè)量精度保證電路(7)由電壓比較器U8(LM310)等組成，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(8)由A／D轉(zhuǎn)換器U5(IC7135)，反向器U7(4069)，譯碼器U6(4511)等組成，數(shù)字顯示電路(9)由三極管T3－－T7與數(shù)碼管組成。
本實(shí)用新型有如下特點(diǎn)1、測(cè)量速度快，變壓器繞組為感性負(fù)載，充電時(shí)間常數(shù)為τ＝L／r，其中L為線圈電感量，r為線圈直阻，當(dāng)采用恒流源時(shí)，因其內(nèi)阻視為無窮大，則τ＝L／r＋∞，充電時(shí)間被大大縮短，當(dāng)測(cè)量低壓側(cè)為△接法的五柱變壓器時(shí)，可在同相的高壓(中壓)側(cè)上加上助磁恒流，如圖3所示，可大大加速鐵芯飽和，提高測(cè)量速度。
2、提高測(cè)量感性負(fù)載的測(cè)量精度由于恒流源(5)中的U1、T1、T2處于放大狀態(tài)，電源輸出有很小的紋波電壓，在恒流電路中將有較大的反應(yīng)，而此電壓將幾乎全部降落在變壓器繞組RX兩端，這樣被測(cè)電阻RX測(cè)量精度將大大降低，由R6和C4組成的感抗XL消除電路(2)將紋波電流不經(jīng)RX和RR流過而被傍路，消除了影響測(cè)量RX精度的一主要因素，另外，由于對(duì)感性負(fù)載進(jìn)行充電時(shí)是按對(duì)數(shù)規(guī)律變壓的，充電電流永遠(yuǎn)不可能達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的值，總有一個(gè)不斷減小的XL在影響著RX的測(cè)量精度，由電壓比較器U8等組成的精度保證電路(7)將起以下作用利用R37、R39和電位器W2在U8②腳設(shè)定一個(gè)電壓值UR′，調(diào)節(jié)UR′與UR的比值來控制XL對(duì)RX的測(cè)量精度的影響，當(dāng)U8的③腳電壓達(dá)到UR′時(shí)，U8的輸出鎖定A／D，顯示數(shù)就在所控制的精度范圍以內(nèi)。
3、對(duì)A／D芯片具有保護(hù)功能，由于RX與RR是串聯(lián)在同一電路中，從附圖可以看出，如果沒有信號(hào)共地轉(zhuǎn)換電路(6)，則RX與RR連接處接數(shù)字地，A／D反向積分時(shí)，UR將從負(fù)電位回零，若RX與RR互換位置，A／D反向積分時(shí)，UR將先回零，這兩種情況都將導(dǎo)致A／D內(nèi)積分器輸出被強(qiáng)制為零，造成積分器及其緩沖器受損，芯片損壞，采用信號(hào)共地轉(zhuǎn)換放大電路(6)后，A／D的輸入信號(hào)端與基準(zhǔn)電壓端的兩個(gè)“二”端共接數(shù)字地，避免了上述兩種情況的出現(xiàn)，保護(hù)A／D芯片不至損壞。
4、擴(kuò)大了測(cè)量范圍根據(jù)變壓器線圈的不同電感量和直阻，分別采用電流大小不一樣的恒流源，同可變的基準(zhǔn)電阻RR，最終得到一個(gè)固定大小的UR，這樣可盡量提高充電速度和測(cè)量信號(hào)電壓。
附圖2中元件為電容C1－－C4為2200μF／50V，C5－－C8為470μF／16V，C9－－C17為0.1μF，C18－－C20為0.47μF，C12為470PF。二極管D1－－D3為1N4001，D4為2DW234，D5、D6為1N5404，三極管T1為3DR4，T2為3DD15，T3－－T7為9014，R1、R9、R39為1KΩ，R5、R7、R11為2KΩ，R8為2Ω／4W，R6、R40為1Ω，R10、R12、R13為9KΩ，R14、R15為99KΩ，R16－－R21、R29、R30為10KΩ，R23－－R28為100Ω，R32－－R37為3.9KΩ，R31為100KΩ，S1－－S6為量程選擇開關(guān)，分別對(duì)應(yīng)10－6，10－5、10－4、10－3、10－2、10－1。
參照附圖4，15－－18為量程選擇開關(guān)，20為消弧開關(guān)，21為電源開關(guān)。
權(quán)利要求1.寬量程變壓器直阻精密速測(cè)歐姆計(jì)，是由電源、感抗消除電路、被測(cè)電阻RX、可變基準(zhǔn)電阻RR、可變測(cè)量恒流源、信號(hào)共地轉(zhuǎn)換放大電路、測(cè)量精度保證電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字顯示電路、微機(jī)接口電路、助磁恒流源和助磁線圈構(gòu)成，其特征在于(a)可變測(cè)量恒流源(5)由核心器件運(yùn)放器U1(741)及三極管T1、T2組成的達(dá)林頓管構(gòu)成，其中U1的輸出接T1的基極，電源(1)、被測(cè)電阻RX(3)、可變基準(zhǔn)電阻RR(4)和可變恒流源(5)形成對(duì)變壓器線圈直阻RX的充電回路；(b)感抗XL消除電路(2)是由電容C4與電阻R6串聯(lián)構(gòu)成，并且并聯(lián)在RX和RR兩端；(c)信號(hào)共地轉(zhuǎn)換放大電路(6)是由差分放大器U2，U3，量程開關(guān)S1-S6，1∶1放大器U4及外圍電阻構(gòu)成，其中差分放大器的輸出端接1∶1放大器U4的輸入端，U4的輸出端經(jīng)電阻R22及電容C17接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(8)的10腳；(d)測(cè)量精度保證電路(7)由電壓比較器U8(LM310)及外圍元件組成，U8的輸出端接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(8)的25腳；(e)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(8)由A/D轉(zhuǎn)換器U5芯片(IC7135)，反向器U7(4069)，譯碼器U6(4511)組成，其輸出端分別接數(shù)字顯示電路(9)及微機(jī)接口電路(10)；(f)數(shù)字顯示電路(9)是由三極管T3-T7和數(shù)碼管構(gòu)成。
專利摘要寬量程變壓器直阻精密速測(cè)歐姆計(jì)，是由可變測(cè)量恒流源，感抗XL消除電路，測(cè)量精密保證電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，數(shù)字顯示電路等構(gòu)成。由于有上述電路構(gòu)造使得本實(shí)用新型的測(cè)量速度加快，提高了測(cè)量感性負(fù)載的測(cè)量精度，對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器具有保護(hù)作用，同時(shí)擴(kuò)大了測(cè)量范圍。
文檔編號(hào)G01R27/02GK2192040SQ94209649
公開日1995年3月15日 申請(qǐng)日期1994年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月26日
發(fā)明者李連生 申請(qǐng)人:胡維祥