专利名称：互感器负载箱变频检定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检定装置，尤其涉及一种互感器负载箱变频检定装置。可应用于国内外50Hz、60Hz的互感器负载箱检定以及航空、船舶领域内400Hz互感器负载箱的检定。
背景技术：
互感器负载箱广泛用于互感器制造行业。互感器负载箱是在检定互感器时，专门用于为被检互感器提供二次负载的一种专用模拟负荷，是互感器检定装置的主要设备。互感器负载箱变频检定装置是一种检定各类型互感器负载箱的专用仪器，其准确度直接影响互感器的检定质量。现国内外对互感器负载箱的校准存在以下缺陷频率不可变，测量领域窄，测量参数单一，不能满足各类互感器负载箱的测量；准确度低，测量过程中引入的测量不确定分量多等。
发明内容
本发明为了解决目前国内外互感器负载箱的检定装置存在频率不可变，测量领域窄，测量参数单一，不能满足各类互感器负载箱的测量；而且准确度低，测量过程中引入的测量不确定分量多等互感器负载箱检定工作中的技术难题，提供了一种互感器负载箱变频检定装置。该装置主要由检定装置主体、操作面板和集成电路三部分组成；所述集成电路包括输出和测量两大部分，所述输出部分由振荡单元、功率放大单元、电源及过载保护单量程单元、A/D转换单元、AC/DC转换单元及显示单元组成；所述测量部分由自动量程转换单元、A/D转换单元、AC/DC转换单元、功能开关判断单元、按键单元、单片机及液晶显示单元组成；通过改变所述输出部分的振荡单元中RC振荡电路的不同电阻值来产生20Hz IkHz 交流信号，以满足检定不同额定频率的负载箱需要，即实现负载箱检定装置的变频；所述振荡单元产生的交流信号经功率放大单元后送至量程单元取样，取样后的直流信号直接送至 A/D单元，取样后的交流信号需经AC/DC单元将交流信号1:1转换为直流电压信号后送至 A/D单元，通过A/D单元将模拟量转换为数字量后由显示单元显示；将该检定装置的输出信号加在被测负载箱两端，对采集到的电压信号通过自动量程转换单元采用精密电阻分压以及对于mV级的小信号电压采用运算放大电路进行预先放大；同时采用继电器作为电路的切换开关；测量得到的直流信号直接送至A/D单元，测量得到的交流信号经AC/DC单元将交流信号转换成直流信号后送入A/D单元，通过A/D单元转换后的数字量由单片机读取并根据当前功能开关位置及按键选择进行计算，再将测量参数值由液晶显示单元显示，以满足对被测互感器负载箱计量特性的数据分析。本发明的特点及有益效果1.采用本发明可测量额定频率为50Hz的互感器负载箱(用于国内互感器的检测)；可测量额定频率为60Hz的互感器负载箱(用于对外出口互感器的检定)；可测量额定频率为400Hz的互感器负载箱(用于航空、船舶领域内互感器的检定)。2.能满足额定电压为100V、100/V^V、100/3V的电压负载箱的检定；满足额定电流为1A、2A、5A的电流负载箱的检定；3.能测量出电流(或电压)负载箱的阻抗Z、有功分量R、无功分量XL、负载箱容量VA、功率因数值α^Φ、电感值L。4.本检定装置可准确测量电压负载箱在20 % Un, 50 % Un, 80 % Un, 100 % Un, 120% Un (Un为额定电压)测量点的各项参数； 能准确测量电流负载箱在1% IN, 5% In, 20% In, 100% In, 120% In(In为额定电流)测量点的各项参数值。
图1本发明的整体结构示意2本发明中集成电路部分的工作原理3是振荡、功率放大、电源及过载保护单元电路原理4是振荡单元电路原理5是自动量程转换单元电路原理6是功能开关判断单元原理7是A/D转换单元电路原理8是AC/DC转换单元电路原理9是测量参数计算软件流程图
具体实施例方式互感器负载箱变频检定装置，该装置主要由检定装置主体、操作面板和集成电路三部分组成，所述集成电路部分由互感器负载箱变频检定装置输出部分的振荡单元、功率放大单元(或简称功放单元)、电源及过载保护单元、量程单元、A/D转换单元、AC/DC转换单元、显示单元及互感器负载箱变频检定装置测量部分的自动量程转换单元、A/D转换单元、 AC/DC转换单元、功能开关判断单元、按键单元、单片机、液晶显示单元组成。通过改变所述振荡单元中RC振荡电路的不同电阻值来产生20Hz IkHz交流信号，以满足检定不同额定频率的负载箱需要，即实现负载箱检定装置的变频；所述振荡单元产生的交流信号经功率放大单元后送至量程单元取样，可输出交流或直流信号。由于采用由稳幅振荡源给功率放大输出，从而达到变频稳幅，实现了 0 300V(或0 10A)的电压(或电流)输出，满足了互感器负载箱二次额定电压100￥、100/^￥、100/3￥(额定电流认、2々、5幻的需要。该变频检定装置测量部分采集到的信号经A/D单元转换后的数字量由单片机读取并根据当前功能开关位置及按键选择进行计算。将测量参数值(负载箱的阻抗Z、有功分量R、无功分量 XL、负载箱容量VA、功率因数值COSO、电感值L)显示在液晶屏上，以满足对被测互感器负载箱计量特性的数据分析。其中所述振荡单元采用双运放集成运算放大器组成桥式振荡电路和稳幅电路， 改变振荡放大器两端的输入电阻值，实现不同频率的信号输出；调整稳幅电路的可变电阻值，使输出信号的失真度最小达到稳幅。所述功率放大单元主要用来对振荡单元产生的交流信号进行功率放大，将振荡单元输出端信号差分放大输入至放大单元，经大功率管推动功率放大输出，从而得到所需要的电压值或电流值。所述A/D转换单元采用ICL7135的串行方式即通过计脉冲数的方法来获得测量转换结果。其优点是输入阻抗高，对被测电路几乎没有影响；自动校零；有精确的差分输入电路；自动判别信号极性；有超、欠压输出信号。所述AC/DC转换单元主要采用有效值-直流转换芯片AD536实现交直流的转换。与所述操作面板的功能开关所对应的开关判断单元，通过光电耦合器组成的光耦隔离电路，使单片机判断功能开关的状态，以减小误判断实现电气隔离。所述电源及过载保护单元把过压保护信号及过流保护信号经放大单元后送往振荡单元用以切断振荡信号的输出，从而保护功率放大级不受超载时对电路的损坏。所述自动量程转换单元采用的精密电阻分压方法，使进入A/D单元的电压在0 2V之内；所述运算放大电路采用0P07组成的放大电路对小信号进行预先放大。满足了仪器的准确度要求。同时采用了继电器作为电路的切换开关，具有响应速度快，接触电阻小的优点。所述单片机采用C8051F020微处理器芯片，根据互感器负载箱变频检定装置测量部分所采集到的信号为数据源，通过测量参数计算软件计算得出被测负载箱的阻抗Z、有功分量R、无功分量XL、电感值L、负载箱容量VA及功率因数值COS Φ的各个参数测量结果，显示在液晶屏上以满足对被测互感器负载箱计量特性的数据分析。实施例参看图1互感器负载箱变频检定装置的整体结构示意图，该装置主要由检定装置主体、操作面板和集成电路三部分组成，所述操作面板由上下两个操作面板组成，在操作面板A上设有电源开关Al 控制电源通断，置ON时电源接通，指示灯亮；显示屏Α2 显示输出电流、电压值；量程选择旋钮3 选择交直流电压及电流的量程；功能选择旋钮Α4 选择输出是交流还是直流；外接频率计插孔5 当输出信号的频率不是20Hz，50Hz，60Hz，400Hz，IkHz时，可用频率计进行检测。频率调节旋钮6 当该旋钮顺时针旋到底(校准位置)时，可输出20Hz，50Hz， 60Hz，400Hz，IkHz的频率；调节该旋钮，可在20Hz IkHz之间变化；频率选择旋钮7 可选择20Hz，50Hz，60Hz，400Hz，IkHz五种频率的信号；输出粗调旋钮8;输出细调旋钮9;输出按键10 按下按钮，绿灯亮，信号输出
复位按键11 按下按钮，红灯亮，无信号输出；信号输出端12 信号输出正、负端，接面板B的信号输入端19的正负输入端；接地端13。在操作面板B上设有电源开关B14 控制电源通断，置ON时电源接通，指示灯亮；显示屏B15:显示当前输入电压值、输入电流值、频率值、被测负载箱类型，参数R， Z，coscp, XL，L, VA ；功能选择B16 (即负载箱选择)选择检定电流负载箱还是电压负载箱；功能选择C17 选择输入信号是交流还是直流；
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负载箱输入端18 接被测负载箱两端；信号输入端19 接面板A的信号输出端12的正、负输出端；功能开关A-功能开关E 测量状态时，功能开关A20为直流输入值确定键；测量状态时，功能开关B21为交流输入值确定键；参数设置状态时，功能开关B21 为向下移动键；测量状态时，功能开关C22为确认键；参数设置状态时，为向左移动键；测量状态时，功能开关D23为清屏键；参数设置状态时，为向右移动键。功能开关EM为参数设置键，设定被测负载箱检定电压，检定电流，检定频率。按两次则退出设置状态，进入测量状态。参看图2互感器负载箱变频检定装置中集成电路部分的工作原理图，振荡单元的作用是产生一个频率固定或可变的正弦信号。要求此信号幅度不但稳定而且失真度要小于 1%。频率的变换是由改变不同接入电阻值而改变的。即改变不同固定阻值的精密电阻而产生准确的20Hz，50Hz，60Hz，400Hz和IkHz的标准频率。除上述电阻外，另接一只阻值可变的双联电位器，当该电位器位于校准位置(CALD)时，频率输出是固定的。离开此位置滑动到任意位置时，可得到频率从20Hz IkHz之间连续可调的交流信号。改变的频率值可由面板上的外接频率计监视。调节粗细调节端可以改变功率放大器的输入信号幅度，使之输出所需要的电压值、电流值。一旦超载，过流保护信号和过压保护信号经过载保护单元放大后送往振荡单元，用以切断振荡信号的输出，从而保护功率放大级不受超载时对电路的损坏。当面板上的功能开关由电压输出转换为电流输出经过“0”时，也要切断信号的输出， 以免误操作使仪器损坏。由此可以看出，改变振荡单元中RC振荡电路的不同电阻值可产生 20Hz IkHz的交流信号，满足了检定额定频率为50Hz，60Hz，400Hz的负载箱需要，即实现负载箱检定装置的变频。振荡单元产生的交流信号经功率放大单元后不但可以输出交流信号，还可以经整流滤波后输出直流信号。由于采用由稳幅振荡源给功率放大输出，从而达到变频稳幅，实现了 0 300V(或0 10A)的电压(或电流)输出，满足了互感器负载箱二次额定电压 100￥、100/^￥、100/3￥(额定电流认、2々、5幻的需要。取样后的直流信号可直接送至A/ D单元，将模拟量转换成数字量后送至数码管显示单元，而交流信号需经AC/DC单元将交流信号1:1转换为直流电压信号后送至A/D单元，最后将模拟量转换为数字量后由数码管显示单元显示。将互感器负载箱变频检定装置的输出信号加在被测负载箱两端，由于检定互感器负载箱时流经负载箱的电压值在0 20V之间，而A/D转换电路的输入要求在0 2V之内，所以对采集到的电压信号要预先处理，即通过精密电阻分压方法使电压输出在0 2V 之内。而对于mV级的小信号电压，为了达到更高的准确度和线性度，采用0P07组成运算放大电路对小信号进行预先放大。满足了仪器的精度要求。同时采用了继电器作为电路的切换开关，具有响应速度快，接触电阻小等优点。测量得到的直流信号可直接送至A/D单元。本装置采用ICL7135双斜积分式4 位半单片AD转换器，具有输入阻抗高，自动校零，有精确的差分输入电路，自动判别信号极性，有超、欠压输出信号等优点。设计中采用ICL7135的串行方式即通过计脉冲数的方法来获得测量转换结果。测量得到的交流信号须经AC/DC单元后将直流信号送入A/D单元。AC/DC转换单元主要采用有效值/直流转换芯片AD536实现交直流的转换。A/D的实际输出包含了直流误差和纹波误差。直流误差主要由平均值电容决定。增大电容值可减小输出直流误差和纹波误差的大小，为减轻平均值电容的负担，采用双极性输出滤波电路的形式减小输出纹波的大小，缩短了响应时间。AD536的最大失调电压为5mV，可由滑动电阻器进行调整。AD536 的线性度很好，在0 IV范围内，误差仅为0. 1 %，若输出值有偏差，也可通过简单通过滑动电阻器调整。A/D转换后的数字量由单片机读取并根据当前功能开关位置及按键选择进行计算。将测量参数值(负载箱的阻抗Z、有功分量R、无功分量XL、负载箱容量VA、功率因数值 COSO、电感值L)显示在液晶屏上。参看图3振荡、功率放大、电源及过载保护单元电路原理图，该单元主要通过振荡板、功放板、电源及过载保护板分别构成的振荡、放大、电源及过载保护单元。振荡单元的作用是产生一个频率固定或可变的正弦信号。要求此信号幅度不但稳定而且失真要小(小于)。频率的变换是由改变不同接入电阻值而改变的。即由SWl-I，SW1-2改变不同固定阻值的精密电阻而产生准确的20Hz，50Hz，60Hz，400Hz和IkHz的标准频率。除上述电阻外，另接一只阻值可变的双联电位器RL1-1，RL1-2，当该电位器位于校准位置(操作面板A 上的频率调节旋钮6的CALD)即电阻器滑动到最左端时，频率输出是固定的。离开此位置滑动到任意位置时，可得到频率从20Hz IkHz之间连续可调的交流信号。改变的频率值可由面板上的外接频率计监视。振荡单元板的9脚和地与面板上的“粗” “细”调电位器相连，电阻R2，R3为粗调，RL2为细调。调节粗、细的调节端可以改变功率放大器的输入信号幅度，使之输出所需要的电压值、电流值。功率放大器的输出是由10，11脚经继电器SW2触点与输出变压器的初级线圈上端 “1”相连。而初级线圈的下端“2”与一个取样电阻Rl接地。初级线圈的上端“1”与地之间输出过压保护信号。而取样电阻R的上端“2”与地之间输出过流保护信号。这两种信号分别接到电源及过载保护单元的3脚和2脚，这两种信号经电源及过载保护单元放大后，经 11脚送往振荡单元的4脚用以切断振荡信号的输出，从而保护功率放大级不受超载时对电路的损坏。其中振荡单元参看图4，振荡单元中N1，LM747为双运放集成运算放大器，其中一个运放组成桥式振荡放大器，改变14，19两端电阻值可以实现不同频率的信号输出。另一个运放组成稳幅电路，调整RPl电阻值使输出信号的失真度最小。为了使输出信号的幅度达到一定的要求而输出又不影响振荡，又在后面加一级运放N2、LM747C为双运放集成运算放大器，其中一个运放组成推动放大器，另一个组成输出放大器。调整该输出放大器的反馈量RP2达到改变输出幅度的目的。推动放大器和输出放大器之间用一只场效应管VTl连接。其目的是用面板上的“输出”、“复位”和过压、过流的超载信号去控制功率放大器的输入信号。一旦超载，输出放大器无输入信号，就可以保护输出功率级。当面板上的功能开关由电压输出转换为电流输出经过“0”时，也要切断信号的输出，以免误操作使仪器损坏。放大单元主要用来对振荡单元产生的交流信号进行功率放大，将振荡单元输出端信号差分放大输入，经大功率管推动功率放大输出，从而输出所需要的电压值或电流值。参看图5自动量程转换单元电路原理图，由于检定互感器负载箱时流经负载箱的电压值在0 20V之间，而A/D转换电路的输入要求在0 2V之内，所以对采集到的电压信号要预先处理，即通过精密电阻分压方法使进入A/D单元的电压输出在0 2V之内。而对于mV级的小信号电压，为了达到更高的准确度和线性度，采用0P07组成运算放大电路对小信号进行预先放大。满足了仪器的精度要求。同时采用了继电器作为电路的切换开关， 具有响应速度快，接触电阻小等优点。软件程序默认单片机控制CKl，CK2，CK3，CK4通过ULN2003驱动继电器GK3吸合， GK1，GK4断开，GK2断开。即无论输入电压多大，都需要先经过Rl，R2，R3，RLl组成的分压网络分压10倍后进入A/D单元，再由单片机根据读取A/D转换后的值进行量程的自动转换。(1)当单片机读取电压值在0 200mV时，则控制继电器使GK1，GK4吸合，GK2，GK3 断开，则信号经0P07的3脚进入，放大10倍后由6脚输出至A/D的输入端V0L_0。(2)当单片机读取电压值在200mV 2V时，则控制继电器使GK2吸合，GKl，GK3， GK4断开，则信号直接输出至A/D的输入端V0L_0。(3)当单片机读取电压值在2V 20V时，则控制继电器使GK3吸合，GK1，GK2，GK4 断开，则信号经过分压后直接输出至A/D的输入端V0L_0。参看图6功能开关判断单元，(对应操作面板B上的功能选择旋钮B16以及功能选择旋钮C17)通过光电耦合器TLP521组成的光耦隔离电路来判断功能开关的状态。由于采用了光耦隔离电路，减小了误判断，实现了电气隔离。(1)当功能开关AC接地时，光耦Ul的输入端导通，驱动光耦输出端ACJta也导通接地，单片机通过AC_Sta端可读取到一个低电平值，从而判断出当前状态为交流。(2)当功能开关DC接地时，光耦U2的输入端导通，驱动光耦输出端DC_Sta也导通接地，单片机通过DC_Sta端可读取到一个低电平值，从而判断出当前状态为直流。(3)当功能开关Vol接地时，光耦U3的输入端导通，驱动光耦输出端Vol_Sta也导通接地，单片机通过Vol_Sta端可读取到一个低电平值，从而判断出当前状态为交流。(4)当功能开关Cur接地时，光耦U4的输入端导通，驱动光耦输出端Cur_Sta也导通接地，单片机通过Cur_Sta端可读取到一个低电平值，从而判断出当前状态为交流。参看图7A/D转换单元，ICL7135是双斜积分式4位半单片AD转换器。本设计中采用ICL7135的串行方式即通过计脉冲数的方法来获得测量转换结果的。其优点是输入阻抗高，对被测电路几乎没有影响；自动校零；有精确的差分输入电路；自动判别信号极性；有超、欠压输出信号。图7是ICL7135与单片机的接口电路。图中Cl、R2是积分元件，C2是自零电容， C3是基准电容；R3、C4组成标准输入滤波网络；Rl，Dl组成输入过压保护电路；RPl为基准电压调整电位器，可根据要显示的满度值选择基准电压的大小，这里设计由2. 5V基准芯片 MC1403经阻容网络分压产生的1. 0000V基准电压作为ICL7135的参考电压，它们的关系是 满度值为基准电压的两倍。⑶4060分频器和晶体振荡电路为ICL7135提供时钟信号，这里取f = 125kHz。ICL7135与单片机接口说明(1)R/H 输入当R/H(RUN/HOLD)端为高电平或开路时，器件连续地每40，002个时钟脉冲完成
8测量周期。当此输入拉至低电平时，积分电路继续完成正在进行的测量周期，然后，只要引脚保持低电平它便保持转换的读数。当测量周期完成之后引脚保持低电平时，短的正脉冲 (大于300ns)将启动新的测量周期。当此正脉冲发生于测量周期完成之前时，它将不被识别。第一个STROBE脉冲发生于测量周期结束之后101计数处，它是测量周期完成的指示。 因此，在第一个STROBE脉冲之后，正脉冲可用于触发新的测量的开始。Q)BUSY(忙)输出在信号积分(Signal integrate)相开始时BUSY(忙)输出变为高电平。BUSY将保持高电平直到零穿越(Zero crossing)之后的第一个时钟脉冲或超范围(over-range) 条件发生时的测量周期结束时，利用BUSY端串行发送转换结果是可能的。通过把BUSY和 CLOCK信号相“与”(AND)并发送“与”的结果使可完成串行发送。所发送的输出包括发生在信号积分相内10，001个时钟脉冲以及发生在去积分(deintegrate)相期间内的时钟脉冲数。从总的时钟脉冲数减去10，001可以得到转换结果。(3) OR (OVER-RANGE 超范围)输出当超范围(over-range)条件发生时，在测量周期结束时BUSY (忙)信号变为低电平之后，此引脚变为高电平。如前所述，当超范围条件发生时，BUSY(忙)信号将保持高电平直至测量周期结束为止。OVER RANGE(超范围)输出在BUSY(忙)结束时变为高电平，且在下一次测量周期的去积分(deintegrate)相开始时变为低电平。(4) UR (UNDER-RANGE 欠范围)输出当转换结果小于或等于满度范围的9% (1800个计数)时，在BUSY(忙)信号结束时此引脚变为高电平。UNDER RANGE(欠范围)输出在下一测量周期的信号积分(Signal integrate)相开始时变为低电平。(5) POL (POLARITY 极性)输出对于正输入信号，POLARITY(极性)输出为高电平且在每一个去积分 (deintegrate)相的开始处更新。对包括士0和OVER RANGE (超范围)信号的所有输入，极性(Polarity)输出均有效。参看图8AC/DC转换单元，AC/DC转换单元主要采用有效值-直流转换芯片AD536 实现交直流的转换。AD的实际输出包含了直流误差和纹波误差。直流误差主要由平均值电容Cl决定。增大Cl值可减小输出直流误差和纹波误差的大小，为减轻Cl的负担，可采用双极性输出滤波电路的形式减小输出纹波的大小。即C2、C3、R1与内部输出缓冲放大器构成了双极性滤波器，减小了输出纹波的大小，缩短了响应时间。AD536的最大失调电压为5mV， 可由滑动电阻器RLl进行调整。AD536的线性度很好，在0 IV范围内，误差仅为0. 1%， 若输出值有偏差，可通过滑动电阻器RL2调整。参看图9，测量参数计算软件流程图。该软件采用C语言对单片机C8051F020进行编程。首先根据功能开关位置来判断被测负载箱的类型，即判断是电流负载箱还是电压负载箱。将负载箱额定频率及测量点Ufi5入值(或Ifi5入值)通过按键预先设置好后对负载箱输入交直流电压U输入(或交直流电流Ifi5A)，通过图9中的计算公式，即可计算出负载箱的阻抗Z、有功分量R、无功分量XL、负载箱容量VA、功率因数值α^Φ、电感值L。即利用本软件根据按键设置、拨断开关状态、A/D转换进入单片机的测量数据得出对下列测量点(1) 100*20 % V ； 100*50 % V ； 100*80 % V ； 100*100 % V ； 100*120 % V ； 100/3*20 %V ； 100/3*50 % V ； 100/3*80 % V ； 100/3*100 % V ； 100/3*120 % V ； 100/V3 *20%Y； 100/V3 *50%Υ;1ΟΟ/λ/3 *80%Υ;1ΟΟ/Λ/3 *100%Y;iOO/V3 *120%Υο (2)1*1 % A ；1*5 % A ；
1*20% A ； 1*80% A ；1*100% A ；1*120% A ；2*1% A ；2*5% A ；2*20% A ；2*80% A ；2*100% A ；2*120% A ；5*1% A ；5*5% A ；5*20% A ；5*80% A ;5*100% A ;5*120% A 的参数测量结果， 显示在液晶屏上以满足对被测互感器负载箱计量特性的数据分析。
权利要求
1.互感器负载箱变频检定装置，主要由检定装置主体、操作面板和集成电路三部分组成；所述集成电路包括输出和测量两大部分，所述输出部分由振荡单元、功率放大单元、电源及过载保护单量程单元、A/D转换单元、AC/DC转换单元及显示单元组成；所述测量部分由自动量程转换单元、A/D转换单元、AC/DC转换单元、功能开关判断单元、按键单元、单片机及液晶显示单元组成；其特征在于通过改变所述输出部分的振荡单元中RC振荡电路的不同电阻值来产生20Hz IkHz交流信号，以满足检定不同额定频率的负载箱需要，即实现负载箱检定装置的变频；所述振荡单元产生的交流信号经功率放大单元后送至量程单元取样，取样后的直流信号直接送至A/D单元，取样后的交流信号需经AC/DC单元将交流信号 1 1转换为直流电压信号后送至A/D单元，通过A/D单元将模拟量转换为数字量后由显示单元显示；将该检定装置的输出信号加在被测负载箱两端，对采集到的电压信号通过自动量程转换单元采用精密电阻分压以及对于mV级的小信号电压采用运算放大电路进行预先放大；同时采用继电器作为电路的切换开关；测量得到的直流信号直接送至A/D单元，测量得到的交流信号经AC/DC单元将交流信号转换成直流信号后送入A/D单元，通过A/D单元转换后的数字量由单片机读取并根据当前功能开关位置及按键选择进行计算，再将测量参数值由液晶显示单元显示。
2.根据权利要求1所述的互感器负载箱变频检定装置，其特征在于所述振荡单元采用双运放集成运算放大器组成桥式振荡电路和稳幅电路，改变振荡放大器两端的输入电阻值，实现不同频率的信号输出；调整稳幅电路的可变电阻值，使输出信号的失真度最小达到稳幅。
3.根据权利要求1所述的互感器负载箱变频检定装置，其特征在于所述功率放大单元主要用来对振荡单元产生的交流信号进行功率放大，将振荡单元输出端信号差分放大输入至放大单元，经大功率管推动功率放大输出，从而得到所需要的电压值或电流值。
4.根据权利要求1所述的互感器负载箱变频检定装置，其特征在于所述A/D转换单元采用ICL7135的串行方式即通过计脉冲数的方法来获得测量转换结果。
5.根据权利要求1所述的互感器负载箱变频检定装置，其特征在于所述AC/DC转换单元主要采用有效值-直流转换芯片AD536实现交直流的转换。
6.根据权利要求1所述的互感器负载箱变频检定装置，其特征在于与所述操作面板的功能开关所对应的开关判断单元，通过光电耦合器组成的光耦隔离电路，由单片机判断功能开关的状态，以减小误判断实现电气隔离。
7.根据权利要求1所述的互感器负载箱变频检定装置，其特征在于所述电源及过载保护单元把过压保护信号及过流保护信号经放大单元后送往振荡单元用以切断振荡信号的输出，保护功率放大级不受超载时对电路的损坏。
8.根据权利要求1所述的互感器负载箱变频检定装置，其特征在于所述自动量程转换单元采用的精密电阻分压方法，使进入A/D单元的电压在0 2V之内；所述运算放大电路采用0P07组成的放大电路对小信号进行预先放大。
9.根据权利要求1所述的互感器负载箱变频检定装置，其特征在于所述单片机采用 C8051F020微处理器芯片，根据互感器负载箱变频检定装置测量部分所采集到的信号为数据源，通过测量参数计算软件计算得出被测负载箱的阻抗Z、有功分量R、无功分量XL、电感值L、负载箱容量VA及功率因数值COS Φ的各个参数测量结果。
全文摘要
互感器负载箱变频检定装置是为解决目前检定装置存在频率不可变，测量领域窄，测量参数单一等技术问题而设计的。该装置的集成电路部分由输出、测量两部分组成，通过改变输出部分的振荡单元中RC振荡电路的不同电阻值来产生20Hz～1kHz交流信号，以满足检定不同额定频率的负载箱需要，即实现负载箱检定装置的变频。采用本发明可对国内外各种额定频率的互感器负载箱进行检测或检定；特别是能用于航空、船舶领域内额定频率为400Hz的互感器负载箱的检定；能满足额定电压为100V、100/3V，额定电流为1A、2A、5A互感器负载箱的检测；能测量出电流(或电压)负载箱的阻抗Z、有功分量R、无功分量XL、负载箱容量VA、功率因数值COSΦ、电感值L；能准确测量负载箱在各额定电压或额定电流在各测量点的各项参数。
文档编号G01R35/02GK102411134SQ20111040019
公开日2012年4月11日 申请日期2011年12月5日 优先权日2011年12月5日
发明者吕强, 唐虹, 宁樑, 张曦弘, 李瑾, 沈宏, 王举, 续颖, 隋莉 申请人:沈阳计量测试院