专利名称：线圈圈数测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种线圈圈数测量装置。
目前使用的线圈圈线测量装置有以下四种类型1.在由四根非磁性材料的骨架上绕有单层或多层的线圈绕组，并组成一闭合环路。在环路中装有多抽头的标准线圈。测量时，将被测线圈装入环路中，并将其与标准线圈相串联，再通一固定频率的电流，改变标准线圈抽头(因而改变参予测量的标准线圈的圈数)，当闭合环路绕组的感应电压为零时，标准线圈所指示的圈数即为被测线圈的圈数。此方法主要缺点是由四根绕组所组成的环路，存在四个交汇直角，引起较大的测量误差，并且由于采用手动方式改变标准线圈的抽头，不能实现数字显示，使用不方便。
2.测量框架采用导磁软铁材料组成的闭合磁回路，在磁回路中设有激磁线圈和被测线圈，以测得被测线圈所感应电压来显示被测线圈的圈数。此方法由于漏磁的影响，其测量误差很大。同时由于铁磁闭合回路每次闭合的磁阻不一样，主磁通也不一致，所以重复误差也很大。
3.测量框架采用非闭合的导磁材料骨架，并采用补偿线圈来抵消漏磁影响。被测线圈套入骨架，测量其感应电势作为线圈圈数读数。此方法只能在一定范围内抵消漏磁，一般地抵消后的漏磁场影响还很大，特别是受线圈形状的影响更是难以克服，因此，测量误差很大，而且测量前需用标准线圈进行校正，使用不方便。
4.使用微型计算机进行检测控制与运算，明显提高测量速度和方便使用，但仍采用已有的检测方法，例如检测框架的结构仍保存已有技术状况，因此，也不令人满意。
本实用新型的目的是提供一种测量精度高、受线圈尺寸和几何形状影响小，测量方便的线圈圈数测量仪。
本实用新型的技术解决方案是1.应用微处理机对测量进程进行自动控制，对测试参数自动设定和自动采集数据，并进行运算；2.改进检测框架结构，从而改进闭合环路的组合状况，以提高测试精度；3.改进测试电流发生部件和测量部件的结构，以减少因被测线圈尺寸和几何形状引起的测量误差。为此，本实用新型包括微处理机和分别受该微处理机控制的显示部件、操作键盘、测量部件、多频率测试电流发生器、多路开关和由二组L型非铁磁性骨架组成的闭合环路绕组，以及套置在该闭合环路绕组上的标准测试线圈。这样，使用时，用户只要把待测线圈套置于闭合环路绕组上，对操作键盘进行操作，微处理机便会按照设定的程序向多频率测试电流发生器送出脉冲波，从而生成按规定频率要求的正弦测试电流，并经多路开关控制，分别流入标准测试线圈Ws和待测圈数线圈Wx，它们都分别对闭合环路绕组产生感应电动势es和ex，再由测量部件自动检测，并将测量值进行A／D转换后送入微处理机，经微处理机运算而转换成圈数值，最后由显示部件显示。
作为本实用新型的进一步改进，使之能实现对多抽头结构的待测线圈Wx进行测量，由微处理机启动一译码器，自动地引导多频率测试电流发生器提供的某一频率正弦电流流入线圈Wx的某一抽头；同样地，对二组L型非铁磁性骨架组成的闭环路绕组的组成进一步改进，使其中一组绕组做成固定型式，并将标准测试线圈Ws套置于其上，而另一组绕组做成可转动型的结构，以达到方便地将待线圈Wx套置入闭合环路绕组；为了进一步减少测量误差，多频率测试电流发生器的输出端串接一只电感；为了进一步提高本实用新型的功能／价格，对多路开关作了进一步的改进，设置了测量流入线圈Wx测试电流大小和Wx湍电压的结构，使之实现测试出待测线圈Wx的电阻值。
本实用新型的优点是1.使用方便，测量精度高；2.结构简明，易于实施；3.功能价格比高。
本实用新型由以下附图加以实施。
图1是本实用新型的电原理结构示意图。
图2－1是本实用新型的由二组L型非铁磁性骨架组成的闭合环路绕组结构示意图。
图2－2是本实用新型的闭合环路绕组的M面剖视图。
图3是本实用新型的多频率测试电流发生器电原理图。
图4是本实用新型的滤波器电原理图。
图5是本实用新型的功率放大器电原理图。
图6是本实用新型的多路开关电原理图。
图7是本实用新型的测量部件结构示意图。
图8是本实用新型的前置放大器电原理图。
图9是本实用新型的选频放大器电原理图。
图10是本实用新型的可控放大器电原理图。
下面我们根据图1－图10给出本实用新型一个较好实施例，并结合对该实施例的描述，进一步提供本实用新型的技术细节。
请参阅图1，从图可见，本实用新型系以微处理机1为中心，由操作键盘3与显示部件2实施人机对话，操作人员只要揿动键盘3的按键，微处理机1便自动执行，并将结果在显示部件2上显示出来。例如，操作者揿动操作键盘3上的工作键，微处理机1便自动将脉冲信号送入多频率测试电流发生器5，产生多种频率的正弦波电流信号，本实施例提供在20Hz－1KHz范围内4种正弦波电流信号，以供测试选择，达到提高测量精度。微处理机1按照命令，依程序控制多路开关6动作，将测试电流信号分别送入标准测量线圈Ws和被测线圈Wx；按照操作键盘3输入的命令，微处理机1控制测量部件4工作，检测闭合环路绕组7(见图2)所感应的电势es(对应于Ws工作情况)和ex(对应于Wx工作的情况)，并由测量部件4转换成数字量送入微处理机1，微处理机1按公式Tx＝Ts·ex／es进行运算。
其中Tx和Ts分别为线圈Wx和Ws的圈数，Ts为已知数而事先被贮存于微处理机1中，或在操作前由键盘3送入。Tx的数值由显示部件2显示。作为本实用新型的进一步目的，测量部件4检测测试电流Ix和加在线圈Wx上的电压Ux，令微处理机1按照公式Rx＝ (Ux)/(Ix) －Ro进行运算，其中R0为已知数，Rx值为待测线圈Wx的两端电阻值，由显示部件2显示。本实施例的微处理机1由单片机8031和程序存贮器及四块锁存器构成，由单片机8031的P0口作为总线连接程序存贮器和锁存器，其P10、P11作为操作键盘3的输入端口，P12、P13和P14作为检测部件4中的放大倍数反馈检测自动控制端口，两只锁存器作为操作键盘3的操作数和显示部件2的数字显示用，另两只锁存器输出D0、D1；H0、H1；g0、g1、g2；B0、B1、B2；C0、C1、C2和E0、E1作为控制整个仪器工作(参见图3、图6、图7和图10)。
参见图2－1和图2－2，如图所示闭合环路绕组7由二组L型非铁磁性绕组组成，其中一组为L型活动绕组71，另一组为L型固定绕组72，它们是在L型非铁磁性骨架73上由漆包线74绕成的多层绕组。在活动绕组71上还套上屏蔽外壳75，例如，由不锈钢制成的屏蔽外壳。本实施例中固定绕组72的水平部分被套入标准测试线圈Ws，并且被安放在盖板支架76的内侧，由压板77与盖板支架76的下伸脚螺接夹固；它的竖直部分则伸出盖板支架76呈互相垂直状，被测线圈Wx被套置于其上。而活动绕组71的垂直部被垂直安装在盖板支架76上，其水平部与固定绕组72的垂直成可动接合，在盖板支架76与定位盖板78间设置一定位块79，用以锁定活动绕组71的转动状态，在盖板支架76的上端装设一调节螺帽80，以便调节活动绕组的松紧。两组绕组71、72的引出端口710与720分别与测量部件4的输入端口相连接。还要指出，本实施例中的盖板支架76的两端设有支柱，以便在与箱体结合时，使闭合环路绕组7与箱盖平面成垂直状或平躺状，便于携带和测量。同样，为了安装方便，本实施例中，屏蔽外壳75由两根直棒型圆管和套接它们的弯角套81与紧固弯接套的螺帽83构成。
请参阅图3。由图可见，本实用新型中的多频率测试电流发生器5由顺次以电路联结的分频器51、滤波器52、选择开关53、衰减器54和功率放大器55构成。该分频器51接收来自微处理机1的输出脉冲信号，并进行分频。本实施例共分成四个频率信号，它们分别送入四路后接滤波器52，使之转变成正弦波信号，由微处理机1中的锁存器送来控制信号H0、H1进行编码控制，打开通道(例如H1·H0＝00，01，10和11分别打开第1、第2、第3和第4通道)而馈入衰减器54。本实施例的衰减器54由一级运放跟随器541、电阻分压器V542、受操作键盘3输入锁存器的操作数D0、D1编码控制的选择开关543、以及运放缓冲器544顺次连接构成。本实施例的功率放大器55则如图5所示，特点是在其输出端串接一只电感L550，以便减少因被测线圈的不同电感量所引起的测量误差。该功率放大器55系采用常见的差分放大输入与互补功放输出相结合的电路结构型式。请参见图4，本实施例的滤波器52系由方波限幅单元521、二级有源滤波器522、523和放大输出单元524顺次以电路联结而成。
请参阅图6，本实用新型中的多路开关6由受控开关K61和K62，以及由译码器620译码控制的一组线圈抽头选择开关K621所组成，本实施例中的译码器620为一只3－8译码集成电路块，它由微处理机1中的一只锁存器所锁存的控制信号g0、g1和g2编码控制，共可选择控制8只选择开关K621，以便一选通开关K62后，测试电流就相应地流入待测线圈Wx的8个抽头。开启开关K61，则测试电流流入标准测量线圈Ws，为了达到本实用新型能测量待测线圈Wx的电阻值，在线圈抽头选择开关K621的相应输出端接一电阻分压器V623，并由其相应的分压点与选择开关K622相连接，同样该开关K622受控制信号g0、g1和g2编码控制，由其输出端输出分压电压U。还要指出本实施例中的开关K61、K62和K621均由光藕合可控硅管构成。
请参阅图7，从图可见，本实用新型的测量部件4采用常用的电路结构程式，即由前置放大器41、选频放大器42、可控放大器44、线性整流器45、积分器46和比较器47依次以电路联结构成。将闭合环路绕组7所感应的电动势es和ex放大后转换成数字量送入微处理机1进行处理。特别之处是在选频放大器42和可控放大器44之间接入一只功能选择开关K43，以便对测量待测线圈Wx圈数所需的参数es、ex和测量待测线圈Wx的电阻值所需的参数I(测试电流)、U(线圈Wx端电压)进行分别检测处理。显然，由于ex和es比较小，因此，需要增加一级如图8所示的前置放大器41加以放大，并由如图9那样的选频放大器42滤除杂波。另外，还要指出，加入由微机控制的可控放大器44，其目的也是为了提高测量的精度而设置的，控制放大倍数，以便保证在要求的动态范围内进行线性整流。其电路结构如图10所示，在运算放大器441的负反馈闭环中接一只由3－8译码器构成的选择开关K442和一组与开关K442输入端相连接的电阻R443，实现了对放大倍数的控制。
权利要求1.一种线圈圈数测量仪，包括微处理机1和分别受微处理机1控制的数字显示部件2、操作键盘3、测量部件4，其特征在于还有多频率测试电流发生器5、多路开关6和由二组L型非铁磁性骨架组成的闭合环路绕组7，以及套置在该闭合环路绕组7中的标准测试线圈Ws，该多频率测试电流发生器5接受微处理机1的输出脉冲并产生多频率测试电流，再经多路开关6分别流入标准测试线圈Ws与被测线圈Wx；测量部件4的输入端和输出端分别与闭合环路绕组7和微处理机1成电路联结。
2.根据权利要求1所述测量仪，其特征在于由二组L形非铁磁性骨架组成的闭合环路绕组7被安装在箱体上，其中一组为固定绕组71，另一组为可转动绕组71，它们成可动组合联结。
3.根据权利要求1所述测量仪，其特征在于多频率测试电流发生器5包括顺次成电路联结的分频器51、滤波器52、选择开关53、衰减器54和功率放大器55。
4.根据权利要求1所述测量仪，其特征在于多路开关6包括受控开关K61和K62，以及由译码器620、译码控制的一组线圈抽头选择开关K621，其中开关K61联结多频率测试电流发生器5和标准测试线圈Ws，而开关K62输入端与多频率测试电流发生器5相连接，其输出端经选择开关K621与被测线圈Wx的相应抽头相连接。
5.根据权利要求4所述测量仪，其特征在于所说的受控开关K61、K62、以及受控选择开关K621，它们均为光藕合可控硅管构成。
6.根据权利要求3所述测量仪，其特征在于滤波器52包括顺次以电路联结的方波限幅单元521、二级有源滤波单元522、523和放大输出单元524。
7.根据权利要求3所述测量仪，其特征在于功率放大器55输出端串有一只电感L550。
8.根据权利要求4所述测量仪，其特征在于线圈抽头选择开关K621的输出端有一组相应的电阻分压器V623，其分压点接一选择开关K622，该开关K622输出线圈端电压U。
专利摘要一种线圈圈数测量仪，包括微理机1和分别受其控制的显示部件2、操作键盘3、测量部件4、多频率测试电流发生器5、多路开关6和由二组L型绕组71、72组成的闭合环路绕组7，以及套置在绕组7上的标准测量线圈Ws。本实用新型由于改进绕组7的闭合交汇角状况和提供多频率正弦波测试电流，明显提高了测量精度，同时，由于采用微处理机对测量进程的自动控制和数据采集与处理，并具有对多抽头线圈的自动测试功能，令用户满意。
文档编号G01R29/00GK2132188SQ9221599
公开日1993年5月5日 申请日期1992年8月14日 优先权日1992年8月14日
发明者陶德群, 周树森 申请人:竺兆康