便携式智能蓄电池参数测试仪的制作方法_2

文档序号:10065148阅读:来源:国知局
4 一 A/D转换器,5 -单 片机,6 -语音提示电路,7 -液晶显示器,8 -微型打印机,9 一 EEPROM存储器,10 -空/ 负载判断电路,11 一键盘,12 -工作电源,13 -恒流放电回路,14 一比较器,15 -予置电压 调节器,16 -电流升/降控制器,17 -无级调速步进电机,18 -减速器,19 -丝杜,20 -丝 母,21 -弹簧,22 -碳刷,23 -底部支架,24 -负载,101 -连接电缆线,102 -固定负载, 103 -开关基体,104 -导电旋扭式,105 -连接电缆线,106 -输出信号线,107 -输出信号 线,108 -绝缘套,109 -绝缘手柄,110 -导电螺杆,111 一绝缘体,1301 -参数采集电流/ 电压变换器,1302 -可调负载位移量控制装置。
【具体实施方式】
[0022] 如图1所示,该便携式智能蓄电池参数测试仪,是由内阻容量测试装置和放电特 性曲线测试装置两部分组成。
[0023] 所述内阻容量测试装置包括具有内阻、容量采样端子B、C的固定负载传感器1,差 分放大器2,滤波器3, A/D转换器4,单片机5,语音提示电路6,液晶显示器7,微型打印机 8,EEPR0M存储器9,空/负载判断电路10和键盘11 ;所述单片机5采用89C51系列高性能 单片机,A/D转换器4采用基于高性能的Σ - Δ采样技术和LC2mos工艺技术的A/D7701 转换器。固定负载传感器1的输出信号线106和107通过信号线输出空/负载电压和放 电电流检测信号,并与差分放大器2输入端相连,同时由单片机5输入控制电压进入空/负 载判断电路10,再由空/负载判断电路10输出高/低电平的判断电压输入到差分放大器 2,经滤波器3、A/D转换器4输入到单片机5进行空载/负载判断、数据处理和计算,测出电 动势E、放电电压V和放电电流,精确测出蓄电池的内阻、根据查表得出容量,由语音提示电 路6提示,由液晶显示器7和微型打印机8打印出各项被测参数;该测试仪的工作电源12 采用具有亏电保护、稳压限流自动充电功能的蓄电池。
[0024] 所述放电特性曲线测试装置,包括由串联在放电特性曲线测试端子B'、C'之间的 恒流放电回路开关K2,可调负载位移量控制装置1302、参数采集电流/电压变换器1301的 恒流放电回路13 ;由依次连接的予置电压调节器15、比较器14、电流升/降控制器16、无级 调速步进电机17和减速器18构成的恒流控制回路,经参数采集电流/电压变换器1301采 集放电电流值转换(A/V)后的电压值,进入比较器14与提供予置电压值的予置电压调节器 15进行比较,由电流升/降控制器16接收比较结果,并向无级调速步进电机17输入升/降 控制电压使无级调速步进电机17产生正转或反转,经减速器18减速后用于控制可调负载 位移量控制装置1302中可调负载的位移量并使放电回路13阻值增或减,实现全自动控制 放电电流的恒定。所述参数采集电流/电压变换器1301的精度为10mA,所述予置电压调节 器15和比较器14的精度为Imv 0
[0025] 如图2所示,所述固定负载传感器1,包括开设纵向孔的开关基体103,在所述纵向 孔内穿有绝缘套108,在开关基体103 -侧安装有绝缘手柄109、另一侧安装有绝缘体111, 在绝缘体111上固定有固定负载102,固定负载102 -端与开关基体103连接、另一端与连 接电缆线101连接,在绝缘套108内穿有导电螺杆110,在导电螺杆110的一个引出端通过 螺纹连接有导电旋钮104式空/负载转换开关104,导电旋钮104与开关基体103构成空/ 负载转换开关K1,导电旋钮104旋出或旋进使之与开关基体103接触或不接触,即空/负载 转换开关Kl处于空载或负载状态进而使其与固定负载102断开或闭合,导电螺杆110另一 个引出端固接有连接电缆线105,所述连接电缆线10U105的引出端与内阻、容量采样端子 B、C连接,所述输出信号线106、107分别接在内阻、容量采样端子B、C上,内阻、容量采样端 子B、C分别接在蓄电池正负极连接板上。
[0026] 如图3和图4所示,所述可调负载位移量控制装置1302,包括底部支架23,平行设 置在底部支架23上的二个负载24,负载24的温度系数小于等于0. 0000051/°C,确保负载 的阻值稳定及阻值精度。所述无级调速步进电机17和减速器18设置在底部支架24 -侧, 在底部支架24上固定有二个丝杠19,所述丝杠19的另一端与减速器18输出端连接,在丝 杠上连接有丝母20,在丝母20下部的中空部通过弹簧21弹性连接有碳刷22,二个碳刷22 的另一端与二个负载24滑动接触。
[0027] 所述无级调速控制步进电机17的转数为45~90转/分;所述减速器18为6 :1 - 10 :1传动比的减速器,所述负载位移控制装置1302的位移量为5. 8~6. 2毫米/分,以实 现负载阻值在πιΩ级范围内增减为μ Ω级的调节。
[0028] 结合图5,该便携式智能蓄电池参数测试方法,其步骤如下:
[0029] 1、利用直流动态电压下降内阻法测量蓄电池内阻
[0030] 依据蓄电池国家标准,将符合试验条件的单节"额定容量"蓄电池以规定的放电率 进行恒流放电,定时测量电压并绘制符合蓄电池国家标准的放电特性曲线,同时在放电特 性曲线对应的蓄电池最大容量至最小容量范围内平均取10 - 20个容量点并使用内阻容量 测试装置中的固定负载传感器1使蓄电池处于直流动态瞬间冲击放电状态下,利用单片 机5采集空/负载电压和放电电流检测信号,通过多字节浮点运算测出直流动态内阻,根据 在容量的整个变化范围内蓄电池内阻和电流之间的对数关系,确定出直流动态瞬间冲击放 电电流的最佳值为在规定的放电率对应的放电电流的1. 8倍一 2. 2倍,并确定出放电回路 的阻值即固定负载的阻值,此最佳值使蓄电池在对应所述放电特性曲线上的各容量点均产 生一个足够大稳定的内阻r,同时产生一个足够大稳定的电压降Δ μ,此时精确的测量蓄 电池的电动势Ε、放电电压V及放电电流I,测出蓄电池的内阻r = (E-V)/I = Δ μ/Ι ; [0031 ] 2、利用"内阻--容量曲线法"测出蓄电池容量
[0032] 在绘制所述放电特性曲线的同时,在放电特性曲线曲线的各容量点采用直流动态 电压下降内阻法使用固定负载传感器1,使蓄电池在直流动态瞬间冲击放电状态下测出一 簇直流动态内阻,利用对放电特性曲线的各容量点和测出的一簇直流动态内阻,绘制出相 应型号的蓄电池对应的"内阻一一容量曲线",此曲线从容量最大至容量最小范畴内的每一 容量点都有唯一的一个从最小至最大的足够大且稳定的直流动态内阻相对应,且上述两曲 线相对应的各容量点相吻合,此"内阻一一容量曲线"是容量测量的标准;
[0033] 3、由于蓄电池型号规格不同其"内阻一一容量曲线"不同,在测量容量前,将与被 测蓄电池相对应的型号规格的"内阻一一容量曲线"输入到蓄电池参数测试仪的EEPROM存 储器9中,在测量容量时采用直流动态电压下降内阻法使用与被测蓄电池型号规格相对应 的阻值的固定负载传感器,使被测蓄电池在直流动态瞬间冲击放电状态下测出蓄电池的直 流动态内阻,然后由蓄电池参数测试仪的单片机5与储存在参数测试仪内的"内阻一一容 量曲线"进行查表计算,得到蓄电池容量。
[0034] 根据不同的被测蓄电池型号规格,可更换相应的固定负载102并通过键盘11输 入相应的蓄电池型号规格和检测日期于与单片机5相连的EEPROM存储器9中。
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