专利名称：感性直流电阻快测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种直流电阻测量仪。
背景技术：
对变压器、发电机、电动机等感性绕组进行电阻测量，以确定绕组的对称性。现有的感性绕组直流电阻测量仪，如专利号95202865.4、“可用直流电池的感性负载速测微欧计”；如现有的产品“变压器直阻测试仪”，它们所需测量时间长。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种携带方便、测量时间短的感性直流电阻快测仪。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是感性直流电阻快测仪，它包括箱体1、箱盖2，箱盖2的后端部与箱体1的后端部铰接，箱盖2的前端由锁扣3与箱体1的前端相扣，箱体1上设有提手4，箱体1内为空腔；其特征在于箱体1内上端固定有面板9，箱体1内装有电子线路板12，电压测量表5和电流表6装在面板9上；电子线路板12的电子线路为晶体管稳压稳流电源电路，晶体管稳压稳流电源电路的输入端与220V交流电相连，晶体管稳压稳流电源电路的输出与电流表串联后由两电流插线孔C与被测电阻RX相连接，电压测量表由二开开关K2与晶体管稳压稳流电源电路的输入端或被测电阻RX相并联。
本实用新型测量工作电源采用晶体管稳压稳流电源，测量电流、电压采用数显表直接读出。再由R＝U/I直接计算得出电阻值。通常将测试电流设定为1A，则被测电阻值对应为电压值读数。本实用新型突出的优点是能在数秒钟内测出100MVA，110kV变压器绕组的单个阻值，所需测量时间短；而现有的产品“变压器直阻测试仪”则需60秒以上。本实用新型采用箱体、箱盖2结构，箱体1上设有提手4，携带方便。
本实用新型适用于测量变压器绕组的直流电阻及各种电机绕组的直流电阻，大容量较小阻值的起动电阻，还可以作为自动化检测仪表的标准信号源。适合于冶金企业及中小供电企业施工阶段现场调试用。
图1是本实用新型的的外视图图2是图1去掉箱盖后的俯视图图3是图2沿E-E线的剖视图图4是本实用新型的电路原理图图5是本实用新型的充电示波图图6是现有的BZHC-3383变压器直阻测试仪充电示波图图中1-箱体，2-箱盖，3-锁扣，4-提手，5-电压测量表，6-电流表，7-侧板，8-储物腔，9-面板，10-电源开关，11-变压器，12-电子线路板，13-散热器。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，感性直流电阻快测仪，它包括箱体1、箱盖2，箱盖2的后端部与箱体1的后端部铰接，箱盖2的前端由锁扣3与箱体1的前端相扣，箱体1上设有提手4，箱体1内为空腔；箱体1内上端固定有面板9，箱体1内装有电子线路板12，电压测量表5和电流表6装在面板9上；电子线路板12的电子线路为晶体管稳压稳流电源电路，晶体管稳压稳流电源电路的输入端与220V交流电相连，晶体管稳压稳流电源电路的输出与电流表串联后由两电流插线孔C与被测电阻RX相连接，电压测量表由二开开关K2与晶体管稳压稳流电源电路的输入端或被测电阻(RX)相并联。电压测量表通过两电压插线孔P与被测电阻RX相并联。
所述的晶体管稳压稳流电源电路的变压器11固定在箱体1内，所述的晶体管稳压稳流电源电路的电源开关10、起动按键(或称输出开关)AN、电位器W1、电位器W2、电位器W3、电位器W4、电流变档开关K1、二开开关K2、电压变档开关BD-1、两电流插线孔C、两电压插线孔P安装在面板9上。
所述的箱体1内设有侧板7，侧板7与面板9固定连接，侧板7的后端部为储物腔8(用于储放测量用标准线)，侧板7上装有散热器13、三极管BG3和三极管BG4。
如图4所示，所述的晶体管稳压稳流电源电路，包括电源变压器、整流桥Q1、电容C1、电容C2、稳压集成块N1、稳压集成块N2、电容C3、电容C4、二极管D1、二极管D2、起动按键AN、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、稳压二极管D3、三级管BG1、三级管BG2、二极管D4、二极管D5、电容C7、运算放大器IC3、运算放大器IC4、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电位器W1、电位器W2、电阻R12、电阻R13、电压变档开关BD-2、运算放大器IC1、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电位器W5、电阻R18、二极管D7、电位器W3、电位器W4、运算放大器IC2、电阻R17、电位器W6、稳压二极管D8、电压变档开关BD-1、整流桥Q2、电容C5、大功率三级管BG3、大功率三级管BG4、二极管D9、电阻Rp1、电阻Rp2、电阻R5、电阻R1f、电阻R6、二极管D6、电容C8、运算放大器IC5、电阻R10、电阻R11、电阻R18、电阻R19、电容C9、电容C10、电容C11、二极管D10、电阻Rfd构成；电源变压器为具有一个初级线圈T1、第一次级线圈T2和第二次级线圈T3的变压器，变压器的初级线圈T1与电源开关CK相连；变压器的第一次级线圈T2、整流桥Q1、电容C1、电容C2、稳压集成块N1、稳压集成块N2、电容C3、电容C4、二极管D1、二极管D2构成+15V、0V、-15V电源给调节部分作工作电源；三级管BG1的集电极与三级管BG2的集电极相连，三级管BG1的发射极分别与三级管BG2的基极、电阻R3相连，三级管BG1的基极分别与稳压二极管D3、二极管D4、二极管D5相连；稳压二极管D3与电阻R2串联后与起动按键AN的一触点相连，起动按键AN的另一触点分别与整流桥Q1的输出正极、电阻R1相连，电阻R1与三级管BG2的集电极相连，三级管BG2的发射极与电阻R4串联后与大功率三级管BG3的基极相连(BG3、BG4是大功率三极管)；二极管D4的负极与运算放大器IC3的输出端相连，运算放大器IC3的输入-端和+端分别与电阻R7、电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端与电阻R19的一端相连，电阻R7的另一端与运算放大器IC1的输出端相连，运算放大器IC1的输入-端与电阻R14的一端相连，运算放大器IC1的输入+端分别与电阻R15、电阻R16的一端相连；电位器W1与电阻R12、电阻R13、电压变档开关BD-2串联后与电位器W2并联后再与运算放大器IC1的输出端、输入-端相连；电阻R14的另一端与电位器W5的一端相连，电位器W5的另一端与电阻R18的一端相连，电阻R18的另一端与+15V电源相连，稳压二极管D8负极与电阻R18的一端相连，稳压二极管D8正极与0V电源相连；电阻R15的另一端与+15V电源相连，电阻R16的另一端与0V电源相连；二极管D5的负极与运算放大器IC4的输出端相连，运算放大器IC4的输入+端与二极管D5的正极，二极管D5的负极与0V电源相连；运算放大器IC4的输出端与运算放大器IC4的输入-端之间并联一电容C7，运算放大器IC4的输入-端与运算放大器IC2的输出端之间串联一电阻R9；电位器W3的一端与运算放大器IC2的输出端相连，电位器W3的另一端与运算放大器IC2的输入-端、电流变档开关K1相连，电位器W4的一端与运算放大器IC2的输出端相连，电位器W4的另一端与电流变档开关K1相连，运算放大器IC2的输入+端与0V电源相连，运算放大器IC2的输入-端与电阻R17、电位器W6串联后与稳压二极管D8负极相连；变压器的第二次级线圈T3、电压变档开关BD-1、整流桥Q2、电容C5提供主电源，大功率三级管BG3的集电极分别与整流桥Q2的输出正极、大功率三级管BG4的集电极、二极管D9的负极相连，大功率三级管BG3的发射极与电阻Rp1串联后与电阻R1f的一端相连，大功率三级管BG4的发射极与电阻Rp2串联后与电阻R1f的一端相连，二极管D9的正极与电阻R1f的一端相连，电阻R1f的另一端与0V电源相连；电阻R5的一端与电阻R1f的一端相连，电阻R5的另一端与运算放大器IC5的输入-端相连，电阻R6与电容C8并联后一端与0V电源相连，另一端与运算放大器IC5的输入+端相连，二极管D6的正极与运算放大器IC5的输入-端相连，二极管D6的负极与运算放大器IC5的输入+端相连，电阻R10的一端与运算放大器IC5的输入-端相连，电阻R10的另一端与与运算放大器IC5的输出端相连，运算放大器IC5的输出端与运算放大器IC4的输入+端之间串联一电阻R11；电阻R19的一端与电阻R18、电容C9的一端相连，电阻R18的另一端与0V电源相连，电阻R19的另一端、电容C9的另一端与整流桥Q2的输出负极相连，电容C10与电容C11串联后一端与0V电源相连，另一端与整流桥Q2的输出负极相连，电阻Rfd的一端与整流桥Q2的输出负极相连，电阻Rfd的另一端与二极管D10的正极相连，二极管D10的负极与0V电源相连相连；稳压稳流电源的输出端为两插线孔C。
本实用新型测量电流、电压采用数显表直接读出。再由R＝U/I直接计算得出电阻值。通常将测试电流设定为1A，则被测电阻值对应为电压值读数，为V-Ω，mV-mΩ。其外接电源电压为~220V，功率60VA；本实用新型的输出电压0-12V-24V-36V-48V共四档，输出电流0-20mA-1A，共两档。其输出电流表采用19999位显示，误差为±0.1％的数显面板表，电压测量表采用19999位显示，误差±0.1％自动挡数显面板表，挡位有199.99mV，1.9999V，19.999V，199.99V共四档。
工作原理采用大功率三级管BG3、大功率三级管BG4为调整管，调节回路由D8作电压，电流基准信号由运算放大器IC1、运算放大器IC2作电压、电流给定器，运算放大器IC3作电压调节器，运算放大器IC4作电流调节器，运算放大器IC5作电流匹配器，三级管BG1、三级管BG2作起动信号及调节输出。电阻R1f为电流取样，电阻R18、电阻R19为电压取样。二极管D10和电阻Rfd构成续流放电回路，电容C10、电容C11反极性串联构成过电压吸收回路。
1、感性直流电阻快测电路工作原理交流220V电源直接由带两线插头的软线输入，电源有电指示灯HD与起动按键AN共用。合电源开关CK电源变压器T1得电，T2输出经整流桥Q1变为直流，经过电容C1、电容C2滤波，稳压集成块N1、稳压集成块N2稳压后提供+15V，0，-15V电源给调节部分作工作电源。变压器T3输出经整流桥Q2变为直流，作为主电源。初始工作点建立过程合电源开关CK，+15V经电阻R18给D8建立稳压输出，作为基准电压信号。电压给定器(运算放大器IC1)经电位器W2，电阻R14得电，再与由电位器W1、电位器W2、电压变档开关BD-2构成的电压调节网络，进行比例运算后，输出“负”的电压给定模拟量给电压调节器IC3，(经R7)，IC3处于“正”饱和电压输出。(约14V)。同时电流给定器(运算放大器IC2)经电位器W6、电阻R，17得电，再与由电位器W3、电位器W4、电流变档开关K1构成的电流调节网络，进行比例运算后，输出“负”的电流给定模拟量给电流调节器[运算放大器IC4(经R9)]，运算放大器IC4也处于“正”饱和电压输出(约14V)。以上运算放大器IC3、运算放大器IC4的“正”饱和输出信号，被二极管D4、二极管D5阻断，不能被三级管BG1、三级管BG2组成的输出器接收，三级管BG1、三级管BG2、大功率三级管BG3、大功率三级管BG4都处于关断状态，电源没有输出。
当进行电阻测量时，感性直流电阻快测电路的输出过程为恒电压输出至被测负载电阻RX，开始建立电流，当电流达到设定值(通常为1A)，电压自动降到直流电压降值，电流保持设定值恒定，再读取电压值，并换算成电阻值，感性直流电阻快测电路的动作过程为按下AN“正”电源经电阻R2，二极管D3注入三级管BG1基极，三级管BG1饱和导通，进而使三级管BG2、大功率三级管BG3、大功率三级管BG4相继导通，输出电压很快建立，当输出电压达到设定值时，电阻R18上的取样电压“负”值，正好等于运算放大器IC1输出的电压给定“负”时，运算放大器IC3的输出电压由原先的“正”饱和值(约14V)，降到USCIC3＝K1USC-UbeB3-UbeBG2-UbeBG1+UD4，式中，k1-电压取样分压比＝R18/R18+R19，USC-稳压输出电压，UbeBG3-调整管BG3Ube，UbeBG2，UbeBG1-控制输出管Ube，UD4-二极管D4，正向压降。
并且维持恒定，Usel一但发生干扰，则电压取样值UR18改变，运算放大器IC3的输入信号不平衡，USCIC3改变，使Usel得到修正，并恢复到恒定值。当电流充电到设定值时，电流匹配器(运算放大器IC5)输出的负值正好等于运算放大器IC2输出的电流给定“负”值，运算放大器IC4的输出电压由原先的“正”饱和值(约14V)，降到USCIC4＝K2*URLF。
式中k2-运算放大器工C5的放大倍数，
URLF-输出电流取样值，Usel并且维持恒定，这时电压开始下降，并且快速降到URX，URX为被测绕组的直流电压降值，并且维持恒定。Usel下降的原因是当USCIC4下降到对应的URLF值时，USCIC4＜USCIC3，BG1的输入转而由USCIC4确定，同时，USCIC3恢复到“正”饱和电压(约14V)。
2、输出电压、电流调节输出电压、电流具有多档设置，分档调节功能，使本感性直流电阻快测电路成为多功能电压、电流源。调节点设置在运算放大器IC1、运算放大器IC2的反馈端。电位器W1为12V档的主调，电位器W2为细调。因为这种状态下，电位器W1与电位器W2是直接并联，并且电位器W2阻值比电位器W1的阻值大三倍。24V与36V挡时电位器W2为主调，电位器W1为细调，因为各是并联支路中的一部分。48V由电位器W2调节。
电位器W3为1A电流调节，电位器W4为20mA电流主调，电位器W3为细调，因为这种状态下电位器W3与电位器W4是并联，并且电位器W3的阻值比电位器W4的阻值约大20倍。12V电压挡和20mA电流挡是专为自动化检测仪表的校验而特设。这两种挡位都有主调和细调功能，能达到第五位数的调节细度。
本实用新型主要特点1、本实用新型采用晶体管稳压稳流电源作为测量电源，稳压、稳流调节控制由运算放大器构成，放大倍数高，无惯性环节，频响好，极少超调，稳定精度达到1×10-6％，充电特性如图5所示，t0-t1为主充电时间，t1-t2为稳定时间，t2-t3为测量表计固有稳定时间。测量试件为50MVA，110kV变压器一次侧绕组A、B相。
t0-t1-主充电时间＝2.6秒，t1-t2-稳定时间≈0.6秒，t2-t3-测量表计固有时间＝3-5秒，总测量时间6-8秒，F点以后为放电特性。
在同等测量试件条件下，用保定市精艺电子仪器有限公司生产的BZHC-3383型“变压器直阻测试仪”，进行对比测量，充电特性如图6所示，t0-t1为主充电时间，t1-t2为稳定时间，t2-t3为数据处理时间。由图中可以看出，充电特性不好，有超调，振荡时间比主充电时间还长。
t0-t1-主充电时间＝13秒，t1-t2-稳定时间≈27秒，t2-t3-数据处理时间＝20秒，总测量时间60秒。
相比之下，测量单个数据所需时间，本实用新型比现在现有的测试仪要快一个数量级。
2、本实用新型采用电流表、电压表直接测量I、V值，再计算得出R值，符合基本电工测量原理，具有可比性，重复性，保证了测量的精度，极大的减少了过程环节，具有极高的可靠性。
3、本实用新型的输出电压，电流能精确设置，调节细度达到第五位，符合标准信号源的要求。
4、本实用新型基本上由分立元件构成，可装可拆，检修方便，造价十分低。
权利要求1.感性直流电阻快测仪，它包括箱体(1)、箱盖(2)，箱盖(2)的后端部与箱体(1)的后端部铰接，箱盖(2)的前端由锁扣(3)与箱体(1)的前端相扣，箱体(1)上设有提手(4)，箱体(1)内为空腔；其特征在于箱体(1)内上端固定有面板(9)，箱体(1)内装有电子线路板(12)，电压测量表(5)和电流表(6)装在面板(9)上；电子线路板(12)的电子线路为晶体管稳压稳流电源电路，晶体管稳压稳流电源电路的输入端与220V交流电相连，晶体管稳压稳流电源电路的输出与电流表串联后由两电流插线孔(C)与被测电阻(RX)相连接，电压测量表由二开开关(K2)与晶体管稳压稳流电源电路的输入端或被测电阻(RX)相并联。
2.根据权利要求1所述的感性直流电阻快测仪，其特征在于所述的晶体管稳压稳流电源电路，包括电源变压器、整流桥(Q1)、电容(C1)、电容(C2)、稳压集成块(N1)、稳压集成块(N2)、电容(C3)、电容(C4)、二极管(D1)、二极管(D2)、起动按键(AN)、电阻(R1)、电阻(R2)、电阻(R3)、电阻(R4)、稳压二极管(D3)、三级管(BG1)、三级管(BG2)、二极管(D4)、二极管(D5)、电容(C7)、运算放大器(IC3)、运算放大器(IC4)、电阻(R7)、电阻(R8)、电阻(R9)、电位器(W1)、电位器(W2)、电阻(R12)、电阻(R13)、电压变档开关(BD-2)、运算放大器(IC1)、电阻(R14)、电阻(R15)、电阻(R16)、电位器(W5)、电阻(R18)、二极管(D7)、电位器(W3)、电位器(W4)、运算放大器(IC2)、电阻(R17)、电位器(W6)、稳压二极管(D8)、电压变档开关(BD-1)、整流桥(Q2)、电容(C5)、大功率三级管(BG3)、大功率三级管(BG4)、二极管(D9)、电阻(Rp1)、电阻(Rp2)、电阻(R5)、电阻(R1f)、电阻(R6)、二极管(D6)、电容(C8)、运算放大器(IC5)、电阻(R10)、电阻(R11)、电阻(R18)、电阻(R19)、电容(C9)、电容(C10)、电容(C11)、二极管(D10)、电阻(Rfd)构成；电源变压器为具有一个初级线圈(T1)、第一次级线圈(T2)和第二次级线圈(T3)的变压器，变压器的初级线圈(T1)与电源开关(CK)相连；变压器的第一次级线圈(T2)、整流桥(Q1)、电容(C1)、电容(C2)、稳压集成块(N1)、稳压集成块N2)、电容(C3)、电容(C4)、二极管(D1)、二极管(D2)构成+15V、0V、-15V电源给调节部分作工作电源；三级管(BG1)的集电极与三级管(BG2)的集电极相连，三级管(BG1)的发射极分别与三级管(BG2)的基极、电阻(R3)相连，三级管(BG1)的基极分别与稳压二极管(D3)、二极管(D4)、二极管(D5)相连；稳压二极管(D3)与电阻(R2)串联后与起动按键(AN)的一触点相连，起动按键(AN)的另一触点分别与整流桥(Q1)的输出正极、电阻(R1)相连，电阻(R1)与三级管(BG2)的集电极相连，三级管(BG2)的发射极与电阻(R4)串联后与大功率三级管(BG3)的基极相连；二极管(D4)的负极与运算放大(IC3)的输出端相连，运算放大器(IC3)的输入-端和+端分别与电阻(R7)、电阻(R8)的一端相连，电阻(R8)的另一端与电阻(R19)的一端相连，电阻(R7)的另一端与运算放大器(IC1)的输出端相连，运算放大器(IC1)的输入-端与电阻(R14)的一端相连，运算放大器(IC1)的输入+端分别与电阻(R15)、电阻(R16)的一端相连；电位器(W1)与电阻(R12)、电阻(R13)、电压变档开关(BD-2)串联后与电位器(W2)并联后再与运算放大器(IC1)的输出端、输入-端相连；电阻(R14)的另一端与电位器(W5)的一端相连，电位器(W5)的另一端与电阻(R18)的一端相连，电阻(R18)的另一端与+15V电源相连，稳压二极管(D8)负极与电阻(R18)的一端相连，稳压二极管(D8)正极与0V电源相连；电阻(R15)的另一端与+15V电源相连，电阻(R16)的另一端与0V电源相连；二极管(D5)的负极与运算放大器(IC4)的输出端相连，运算放大器(IC4)的输入+端与二极管(D5)的正极，二极管(D5)的负极与0V电源相连；运算放大器(IC4)的输出端与运算放大器(IC4)的输入-端之间并联一电容(C7)，运算放大器(IC4)的输入-端与运算放大器(IC2)的输出端之间串联一电阻(R9)；电位器(W3)的一端与运算放大器(IC2)的输出端相连，电位器(W3)的另一端与运算放大器(IC2)的输入-端、电流变档开关(K1)相连，电位器(W4)的一端与运算放大器(IC2)的输出端相连，电位器(W4)的另一端与电流变档开关(K1)相连，运算放大器(IC2)的输入+端与0V电源相连，运算放大器(IC2)的输入-端与电阻(R17)、电位器(W6)串联后与稳压二极管(D8)负极相连；变压器的第二次级线圈(T3)、电压变档开关(BD-1)、整流桥(Q2)、电容(C5)提供主电源，大功率三级管(BG3)的集电极分别与整流桥(Q2)的输出正极、大功率三级管(BG4)的集电极、二极管(D9)的负极相连，大功率三级管(BG3)的发射极与电阻(Rp1)串联后与电阻(R1f)的一端相连，大功率三级管(BG4)的发射极与电阻(Rp2)串联后与电阻(R1f)的一端相连，二极管(D9)的正极与电阻(R1f)的一端相连，电阻(R1f)的另一端与0V电源相连；电阻(R5)的一端与电阻(R1f)的一端相连，电阻(R5)的另一端与运算放大器(IC5)的输入-端相连，电阻(R6)与电容(C8)并联后一端与0V电源相连，另一端与运算放大器(IC5)的输入+端相连，二极管(D6)的正极与运算放大器(IC5)的输入-端相连，二极管(D6)的负极与运算放大器(IC5)的输入+端相连，电阻(R10)的一端与运算放大器(IC5)的输入-端相连，电阻(R10)的另一端与与运算放大器(IC5)的输出端相连，运算放大器(IC5)的输出端与运算放大器(IC4)的输入+端之间串联一电阻(R11)；电阻(R19)的一端与电阻(R18)、电容(C9)的一端相连，电阻(R18)的另一端与0V电源相连，电阻(R19)的另一端、电容(C9)的另一端与整流桥(Q2)的输出负极相连，电容(C10)与电容(C11)串联后一端与0V电源相连，另一端与整流桥(Q2)的输出负极相连，电阻(Rfd)的一端与整流桥(Q2)的输出负极相连，电阻(Rfd)的另一端与二极管(D10)的正极相连，二极管(D10)的负极与0V电源相连相连；稳压稳流电源的输出端为两插线孔(C)。
3.根据权利要求1所述的感性直流电阻快测仪，其特征在于所述的箱体(1)内设有侧板(7)，侧板(7)与面板(9)固定连接，侧板(7)的后端部为储物腔(8)，侧板(7)上装有散热器(13)。
专利摘要本实用新型涉及一种直流电阻测量仪。感性直流电阻快测仪，它包括箱体(1)、箱盖(2)，箱体(1)上设有提手(4)，箱体(1)内为空腔；其特征在于箱体(1)内上端固定有面板(9)，箱体(1)内装有电子线路板(12)，电压测量表(5)和电流表(6)装在面板(9)上；电子线路板(12)的电子线路为晶体管稳压稳流电源电路，晶体管稳压稳流电源电路的输入端与220V交流电相连，晶体管稳压稳流电源电路的输出与电流表串联后由两电流插线孔(C)与被测电阻(R
文档编号G01R31/06GK2888456SQ20062009573
公开日2007年4月11日 申请日期2006年3月21日 优先权日2006年3月21日
发明者刘启昌, 刘连松, 宁友元, 程柏超 申请人:中国第一冶金建设有限责任公司