本实用新型涉及一种西林电桥反接线原理演示装置。
背景技术：
利用西林电桥原理测绝缘介质的介质损耗因数和电容量是一种非常典型的方法，西林电桥分为正接线和反接线两种接线方式，这两种接线方式的电路结构不同，适用范围也不同。利用西林电桥正接线测量时，桥体处于低电位，操作安全方便，并且因为不受被试品对地寄生电容的影响，测量准确。但是使用正接线测量时，要求被试品两端均能对地绝缘，如电容式套管、耦合电容器等。然而，在变电站现场，设备外壳几乎都是固定接地的，故正接线的测量方法受到一定的限制。西林电桥反接线使用于被试品一极接地的情况，例如：测量变压器绕组连同套管的介质损耗因数及电容量、测量电流互感器末屏的介质损耗因数及电容量等，在现场应用较为广泛。
已经制作好的介质损耗测试仪被封装在仪器外壳中，一方面，无法直接观察内部结构，了解其工作原理；另一方面，仪器自动完成测试，无法了解其具体测试过程。如果直接用电路各个元器件搭建该电路，然后，再进行电路平衡调节，一方面不够直观、形象；另一方面浪费时间较多且演示效果较差。对于初次接触介质损耗测试试验的学生或者培训学员，很难快速掌握西林电桥的调节方法；对于教师或者培训师来说，也不便于讲解理论知识或者指导实际操作，这已经成为制约教学或者培训的关键问题之一。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种西林电桥反接线原理演示装置，巧妙地解决上述教学、培训中所存在的关键问题，通过对该演示装置的观察和实际操作，培训学员可以对西林电桥反接线的接线方法有清晰、直观的认识，对其平衡调节原理和调节方法有更加形象、深刻地理解。
本实用新型所采用的技术方案是：
一种西林电桥反接线原理演示装置，包括支架和固定安装在支架上的演示板，所述演示板由西林电桥反接线演示区域、调节参数显示区域、测试结果显示区域和控制区域四部分组成，所述西林电桥反接线演示区域包括由可调电阻组成的第一桥臂、由无感固定电阻和可调电容并联组成的第二桥臂、由被试品电阻和被试品电容并联组成的第三桥臂、由标准电容组成的第四桥臂，第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂作为四条支路组成西林电桥反接线演示电路，四个桥臂分别由发光二极管组装设而成；所述标准电容与并联的无感固定电阻和可调电容的公共连接端接地；所述演示板的背面设置有DSP芯片，所述西林电桥反接线演示区域、调节参数显示区域、测试结果显示区域和控制区域均与DSP芯片相连；所述支架包括两个升降杆和设置在升降杆底部的支撑板，通过升降杆来调节演示板的高度，所述支撑板的底部设置有4个万向轮，便于根据需要移动位置。
进一步的，所述调节参数显示区域包括依次设置的可调电阻显示屏和可调电容显示屏，所述可调电阻显示屏和可调电容显示屏均与DSP芯片相连。
进一步的，所述测试结果显示区域包括依次设置的显示测试结果按钮、被试品电容量显示屏、介质损耗因数显示屏；所述显示测试结果按钮、被试品电容量显示屏和介质损耗因数显示屏均与DSP芯片相连。
进一步的，所述控制区域包括依次等间距设置的电源插孔、电源开关和被试品按钮；所述电源插孔、电源开关和被试品按钮均与DSP芯片相连接。
进一步的，所述第一桥臂和第三桥臂的公共连接端与所述第二桥臂和第四桥臂的公共连接端之间连接有交流检流计。
进一步的，所述第一桥臂和第二桥臂的公共连接端与所述第三桥臂和第四桥臂的公共连接端之间可外接电源。
进一步的，所述可调电阻的上方设有与可调电阻相连的第一调节旋钮，所述第一调节旋钮与DSP芯片相连接。
进一步的，所述可调电容的上方设有与可调电容相连的第二调节旋钮，所述第二调节旋钮与DSP芯片相连接。
进一步的，所述支架由橡塑材料制成，起固定、支撑作用。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型减少了元器件的数量，增加了演示功能，采用四个桥臂组成西林电桥反接线电路通过外接电源及交流检流仪进行演示实验；在西林电桥反接线电路中，被试品所在第三桥臂的一端接地，故反接线方式适用于测量被试设备一端接地设备的介质损耗因数及电容量；培训学员可以通过该演示教具，清晰、直观、深入、快速地掌握西林电桥反接线的电路原理及平衡调节方法；通过按下被试品按钮，接通由被试品电阻和被试品电容并联组成的第三桥臂，并且被试品的数值是随机发生的，便于学员多次反复练习操作；
(2)培训学员可以手动调节第一调节旋钮和第二调节旋钮，调节过程中可以通过观察交流检流计的指针偏转情况，来判断电桥是否达到平衡状态；学员可以通过该过程，练习调节西林电桥平衡的方法；
(3)电桥平衡以后，可以自动在可调电阻显示屏显示可调电阻的数值，自动在可调电容显示屏显示可调电容的数值；培训学员可以根据可调电阻与可调电容的数值计算出被试品电容量及介质损耗因数，然后按下显示测试结果按钮，与被试品电容量显示屏和介质损耗因数显示屏中显示的数值进行对照，检查自己计算是否正确。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图；
其中，1、第一桥臂，2、第二桥臂，3、第三桥臂，4、第四桥臂，5、交流检流计，6、第一调节旋钮，7、第二调节旋钮，8、可调电阻显示屏，9、可调电容显示屏，10、被试品电容量显示屏，11、介质损耗因数显示屏，12、显示测试结果按钮，13、被试品按钮，14、电源开关，15、电源插孔，16、升降杆，17、万向轮、18、演示板，19、西林电桥正接线演示区域，20、调节参数显示区域，21、测试结果显示区域，22、控制区域，23、支撑板。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
如图1所示，一种西林电桥反接线原理演示装置，包括支架和固定安装在支架上的演示板18，所述支架由橡塑材料制成，起固定、支撑作用；所述支架包括两个升降杆16和设置在升降杆底部的支撑板23，通过两个升降杆16来调节演示板的高度，所述支撑板23的底部设置有4个万向轮17，便于根据需要移动位置。所述演示板18由西林电桥反接线演示区域19、调节参数显示区域20、测试结果显示区域21和控制区域21四部分组成；所述演示板18的背面设置有DSP芯片。
所述西林电桥反接线演示区域19包括由可调电阻R3组成的第一桥臂1、由无感固定电阻R4和可调电容C4并联组成的第二桥臂2、由被试品电阻Rx和被试品电容Cx并联组成的第三桥臂3、由标准电容Cn组成的第四桥臂4，第一桥臂1、第二桥臂2、第三桥臂3和第四桥臂4作为四条支路组成西林电桥反接线演示电路，四个桥臂分别由发光二极管组装设而成。所述第一桥臂1和第三桥臂3的公共连接端A与所述第二桥臂2和第四桥臂4的公共连接端B之间连接有交流检流计5，所述交流检流计5用来检测A与B之间电位是否平衡，当A与B之间电位不平衡时，交流检流计5的指针会发生偏转；当A与B之间电位平衡时，交流检流计5的指针位于表计正中间，不发生偏转。所述第一桥臂和第二桥臂的公共连接端C与所述第三桥臂和第四桥臂的公共连接端D之间可外接电源。所述标准电容Cn与并联的无感固定电阻R4和可调电容C4的公共连接端接地。所述可调电阻R3的上方设有与可调电阻相连的第一调节旋钮6；所述可调电容C4的上方设有与可调电容相连的第二调节旋钮7。所述第一桥臂1的可调电阻R3、第二桥臂2的无感固定电阻R4与可调电容C4、第三桥臂3的被试品电阻Rx与被试品电容Cx、第四桥臂4的标准电容Cn、交流检流计5、第一调节旋钮6、第二调节旋钮均7均与DSP芯片相连接。
所述调节参数显示区域20包括依次设置的可调电阻显示屏8和可调电容显示屏9，所述可调电阻显示屏8、可调电容显示屏9均与DSP芯片相连。当电桥平衡后，所述可调电阻显示屏8用来自动显示电桥平衡以后可调电阻R3的值，所述可调电容显示屏9用来自动显示电桥平衡以后可调电容C4的值。
所述测试结果显示区域21包括依次设置的显示测试结果按钮12、介质损耗因数显示屏11和被试品电容量显示屏10，所述显示测试结果按钮12、介质损耗因数显示屏11和被试品电容量显示屏10均与DSP芯片相连。测试结束以后，按下显示测试结果按钮12，测试结果会在被试品电容量显示屏10和介质损耗因数显示屏11中显示。被试品电容量显示屏10用来显示测试结束以后被试品电容量Cx的值；介质损耗因数显示屏11用来显示测试结束以后被试品的介质损耗因数tanδ。
所述控制区域22包括依次等间距设置的电源插孔15、电源开关14和被试品按钮13，所述电源插孔15、电源开关14与DSP芯片的电源引脚相连接，用于给该DSP芯片供电；所述被试品按钮13与DSP芯片相连接，当按下被试品按钮13以后，由被试品电容Cx与被试品电阻Rx并联组成的第三桥臂3被点亮，表明被试品已经接入电路，并且该被试品的数值是随机发生的，每次给出的数值均不同，便于学生或者学员多次反复练习操作。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。