多功能電阻測試儀校準系統設計
發(fā)布時(shí)間:2016-07-09 09:00:00
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?華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)回路電阻測試儀的廠(chǎng)家,本公司生產(chǎn)的回路電阻測試儀在行業(yè)內都廣受好評,以打造最具權威的“回路電阻測試儀“高壓設備供應商而努力。
? 回路電阻測試儀和直阻儀是電力設備設施檢測的常用設備。回路電阻測試儀是用于測量開(kāi)關(guān)、斷路器、變壓器等設備的接觸電阻、回路電阻的專(zhuān)用測試設備, 其測試電流為100 A 或更大的直流電流,也被稱(chēng)為“接觸電阻測試儀”。直阻儀是用于測量變壓器、互感器、電機繞組等感性被測對象的直流電阻的專(zhuān)用測試設備,也被稱(chēng)為“直流電阻快速測試儀”。
? 接地導通電阻測試儀是用于測量交流電網(wǎng)供電的電器設備(如家用電器、電動(dòng)電熱器具、醫用電氣設備及測量、控制和實(shí)驗室用電設備等)的可觸及金屬殼體與該 設備引出的安全接地端(線(xiàn))之間導通電阻的儀器。回路電阻測試儀、直阻儀和接地導通電阻測試儀都是測量電阻的儀器,采用典型的四線(xiàn)制測量法,通過(guò)輸出一個(gè)直流或交流電流,施加于被測體儀器儀表裝置的2 個(gè)端鈕之間,并測量電流流過(guò)被測體所產(chǎn)生的壓降,然后通過(guò)電壓和電流之比得出被測體的電阻值。根據相關(guān)規程要求,這3 類(lèi)儀器需檢定項目基本一致, 本文提出的多功能電阻測試儀校準系統,摒棄傳統電阻箱方案,采用精密仿真電阻技術(shù)和大電流測量技術(shù),可模擬連續1 μΩ~3.75 Ω 任意電阻值,能滿(mǎn)足大部分回路電阻測試儀、直阻儀及接地導通電阻測試儀的檢定需求。
技術(shù)原理及其實(shí)現
? 本系統是基于電流型有源模擬器設計的,采用直流比較儀作為電流轉換裝置。依據《DL/T 967-2005 回路電阻測試儀與直流電阻快速測試儀檢定規程》, 有源模擬電阻器包括電流型有源模擬電阻器和電壓型有源模擬電阻器。電流型有源模擬電阻器相比電壓型有源模擬電阻器降低了對無(wú)源標準電阻器的功率要求, 由于沒(méi)有實(shí)際的電流功耗,避免了無(wú)源標準電阻器在大電流測試時(shí)溫漂影響。本系統中難點(diǎn)在于電流轉換裝置的設計,因需要將被檢測試儀產(chǎn)生高達600 A 的大電流按一定比例轉換成小電流,轉換精度直接影響模擬電阻精度。本系統采用新型直流比較儀進(jìn)行電流轉換,相比傳統的直流比較儀能夠快速捕捉電流的快速變化,且測量頻率范圍寬,新型直流比較儀如圖1 所示。
? 該直流比較儀由雙鐵芯疊加繞線(xiàn)而成。S、C 為鐵芯A 和B 共同繞組,S 為磁通檢測繞組,C 為比較儀次級繞組,N4 單獨繞制在鐵芯A 上, 為激勵繞組。其中鐵芯A 由高導磁率軟磁材料制作,鐵芯B由低導磁率鐵氧體材料制作。如圖2 所示為鐵芯B 測量電路圖。實(shí)現原理為S 線(xiàn)圈檢測磁通,經(jīng)過(guò)磁通檢測模塊轉換為電壓信號,控制功率放大器增大或減少輸出,流經(jīng)次級繞組電流隨之增加或減小,通過(guò)不斷的調節,最終使鐵芯B 達到磁平衡。系統平衡建立的時(shí)間不超過(guò)1 μs。通過(guò)標準電阻R 進(jìn)行電流采樣,測試得到US。從而可以計算出IP值。同時(shí)磁通信號可作為報警信號等狀態(tài)信號。
US=k×IP (1)
式中:k 為比例常數。
系統原理
? 系統是基于電流型有源模擬電阻器原理進(jìn)行拓展設計的,將被檢測試儀產(chǎn)生的大電流輸入到本系統的電流轉換模塊按一定比例轉換成小電流,通過(guò)精密電阻轉換成小電壓,后經(jīng)過(guò)電壓采樣及增益模塊放大成比例電壓信號輸入到分壓模塊,由控制器控制其分壓比,最后經(jīng)過(guò)緩沖電路輸出給被測儀器的電壓采樣端,形成測試回路。通過(guò)由微控制器控制分壓模塊電路中的分壓比調節檢定時(shí)檢點(diǎn)電阻的阻值。電壓采樣及程控放大模塊輸出另一路電壓到A/D 采樣模塊,由控制器運算出對應的示值電流并做相關(guān)分析。原理框圖如圖3 所示。
被檢測試儀輸出大電流I1經(jīng)過(guò)寬頻直流比較儀轉換成小電流I2
式中:I1為被檢測試儀產(chǎn)生的大電流;k 為寬頻直流比較儀變比。