专利名称：感性负载低电阻快速测量微欧计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量电变量的仪器，更确切地说是涉及一种对带大电感的低值电阻如变压器、发电机、电动机等绕组的直流电阻进行测量的仪器。
在测量诸如大型电力变压器绕组电阻以确定其绕组的对称性时，由于绕组的电感很大，电感中的电流又不能突变，所以在测试加压后要有相当长的充电过渡时间，以克服感性负载的电流惯性，待稳定后才能进行测量，电感越大过渡时间越长。
中国专利CN85205806《便携式数字微欧计》一种专门用于测量低值电阻的便携式数字仪器，其测量原理采用压降法，包括输出恒定电流I的恒流源，恒定电流I流过被测电阻Rx，以形成电压降Ux，经前置放大器放大，再由A／D转换器转换成数字量，送显示器显示，Rx＝Ux／I，Rx的精度由Ux、I的准确度保证。该微欧计的特征是增加了由欠量程信号产生器及欠量程信号判别器组成的量程切换信号产生器去控制量程切换器，以解决切换量程时，长时间等待稳定状态出现的情况，减少测试时间。
这种微欧计，由于采用压降法(伏安法或微欧表法)测量，以恒流源对带大电感的低值电阻充电，待充电电流饱和稳定后才可取值测量，并未从根本上解决测试时间长、测试效率低的问题。
本实用新型的目的在于提供一种快速测量感性负载直流低电阻的微欧计，具有充电时间短的特点，能快速、准确地数字显示电感负载的直流低电阻。
本实用新型的测量原理采用比较法，即将被测电阻Rx和一个标准电阻Rn串联，通过同一个稳定的电流(恒流源)，形成两个电压降Ux和Un，Ux经前置放大器放大，然后与Un一起送入比率运算和A／D转换器，计算出的Rx通过数字显示器显示或转换成BCD码经接口电路输入至计算机或打印机中，由于采用比较法测量，同步地线性取样，不受电流波动的影响，与电流的绝对精度无关，而保证了很高的测量准确性。
本实用新型在由电压源、被测电阻、标准电阻、恒流源串联组成的充电回路中增加了自动转换充电电压的高、低压自动转换电路和保护电路，使高压快速充电，低压恒流稳定测量，并在高压快速充电时封住测量部件的入口，有效地提高了充电速度并保护了测量部件。
经过上述改进设计后的微欧计，测量精度达0.2％，测量25万KVA、50万伏变压器单绕组的时间为3分钟。
下面结合实施例附图详细说明本实用新型的技术。
附
图1 感性负载低电阻快速测量微欧计测量原理方框图。
附图2 感性负载低电阻快速测量微欧计元件连接线路图，包括图2－a和2－b。
附图3 感性负载低电阻快速测量微欧计外形图。
参见附图1，图中1为电源，3为被测电阻Rx，2为标准电阻Rn，4为恒流源，5为前置放大器，6为A／D转换及比率运算器，7为3 1/2 位数字显示器，8为微机接口，9为快速充电自动转换及保护电路。
电源1、标准电阻2(Rn)、被测电阻3(Rx)、恒流源4串联形成对电感负载的直流电阻Rx的充电回路，由快速充电自动转换及保护电路9实现高压快速充电及低压恒流稳定测量的高、低压U1、U2的转换，并在以高压U1、大电流I′对Rx充电时，断开前置放大器5和A／D转换及比率运算器6，在以低压U2、恒流I稳定测量时，A／D转换及比率运算器6完成如下运算U＝Ux·K／Un＝Rx·I·K／Un·I则U＝K·Rx／Rn，其中K为前置放大器5的放大倍数。将U转换成数字量并由3 1/2 数字显示器7显示，也可转换成BCD码由微机接口8输入至计算机或打印机。
参见附图2－a，第I组整流电源的三端稳压器件7805.7905输出±5V电源，第Ⅱ组整流电源，H端输出高电压U1、如36V，三端稳压器件7809输出低电压U2 9V。
以低漂移运算放大器I1(741)为核心件的恒流源，Q1Q2组成达林顿管，以低漂移运算放大器I2(OP07)为核心部件的前置放大器是同相放大器，其放大倍数由开关S1－2、S2－2调整，以I3为核心部件的A／D转换及比率运算器，应用CMOS集成件7107，为3位双积分A／D转换器直接输出七段译码信号的数字面板表专用电路。S1－1、S2－1、S3－1、S4－1、S5－1为比率运算的量程选择开关，分别对应于×10－6、×10－5、×10－4、×10－3、×10－2。
本实用新型的高压快速充电，低压恒流稳压测量是通过由三极管Q3、继电器J2及二极管D10、稳压管D4组成的继电器开关电路实现的。Rx接入微欧计加压后，U1(36V)、继电器J1的动接点、Rx、Rn恒流源I1、Q1、Q2构成充电回路，对Rx进行高压快速充电，当充电电流未达到预定值时，三极管Q3截止，继电器J2截止，J2的动合接点同时封住前置放大器I2和A／D转换器I3的入口。当充电电流达到预定值时，电阻R6两端的压降足以使稳压管D4击穿，Q3导通，继电器J2动作，二极管D10为续流二极管，由附图2－b继电器J1、J2的连接图可知，J2动作J1释放，三端稳压器7809输出U2(9V)继续维持对Rx的恒流充电，并同时打开前置放大器I2和A／D转换器I3的入口，正式接入Ux进行测量。图中P1、P2、C1、C2分别为Rx的电位端钮和电流端钮，电容C6、二极管D3的作用在于对高低压自动转换时的电路保护，由于在高低压转换时，继电器J1会由于充电回路的瞬间开路而出现拉弧现象，以高压U1充电时二极管D3正端为9V，负端为36V截止，一旦J1动作，二极管D3导通，9V低压即接入充电回路中。
图中二极管D1、D5－D10为IN4001，D3为IN5404，稳压二极管D2为2CW234，D4为ZCW50。三极管Q1为3DK4，Q2为3DD15，Q3为BD201，电容C1、C2、C5为2200μf／50V，C3、C4、C9－C12、C16为0.1μf，C6－C8、C13、C14为470μf／16V，C15为100pf，C17为0.47μf，C18为0.22μf。电阻R1、R9、R11、R12为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。
参见图3，图中31为显示器件LED数码管，32－36为量程选择开关，分别对应于附图2－a中的S1－S5，37为附图2－a中的S8解除开关，其功能是在换相时使测量放大器入口短路，防止反电势将后级元件击穿，38为附图2中的核零开关S7，其功能是对运算放大器零点调节，39为电源开关S6。
权利要求1.一种对感性负载直流电阻快速测量的微欧计，包括稳压源和输出恒定电流的恒流源，恒定电流流过被测电阻Rx以形成电压降Ux，有放大Ux的前置放大器，计算出Rx的运算器及进行模数转换的A/D转换器，以数字显示Rx的数字显示器，其特征在于有标准电阻Rn与被测感性负载直流电阻Rx串联接入恒流源回路，所通过的同一个电流形成的两个电压降Ux和Un，再对Ux、Un进行比较运算及对运算的Rx作模数转换并数字显示。
2.根据权利要求1所述的一种对感性负载直流电阻快速测量的微欧计，其特征在于在由电压源、被测电阻Rx、标准电阻Rn、恒流源串联组成的对感性负载Rx充电的充电回路中，还有使高压快速充电并封住测量部件入口，低压恒流稳定测量并打开测量部件入口的自动转换充电电压的高低压自动转换及保护的电路。
3.根据权利要求2所述的一种对感性负载直流电阻快速测量的微欧计，其特征在于所述的自动转换充电电压的高低压自动转换电路是从串接在恒流源电路 中的限流电阻上截取并通过稳压管及电阻控制三极管开关的继电器开关电路。
4.根据权利要求2所述的一种对感性负载直流电阻快速测量的微欧计，其特征在于所述的自动转换充电电压的保护电路是由二极管电容组成，二极管正端接低电压输出，二极管负端接测量部件入口和电容的正端并通过继电器动接点接高电压输出。
专利摘要本实用新型涉及一种对感性负载直流电阻快速测量的微欧计，带大电感的负载，由于在加压测试时需相当长的充电稳定时间以克服电流惯性，因而测试效率低。本实用新型采用将被测电阻Rx、标准电阻Rn串入稳流源回路中，形成两个电压降Ux、Un，再对Ux、Un进行比率运算，模数转换并数字显示，由于在充电回路中又串入高、低压自动转换及保护电路，使实行高压快速充电和低压恒流稳定测量。
文档编号G01R27/02GK2074459SQ9022042
公开日1991年4月3日 申请日期1990年9月19日 优先权日1990年9月19日
发明者张力, 李心恕 申请人:张力, 李心恕