专利名称：高压电容电桥全自动平衡装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种高压电容电桥全自动平衡装置。
背景技术：
针对高压电容电桥全的平衡装置，从六十年代我国自主研发的第一代高压电容电桥到近几年来，一直是以手动测量为主。国外近几年来，陆续开始发展自动化的高压电容电桥，对此，目前国内也在进行积极的研制。
发明内容本实用新型的目的是提出ー种高压电容电桥全自动平衡装置，具体技术方案是ー种高压电容电桥全自动平衡装置，在一金属箱体内，由平衡装置及比例単元、放电保护管、主电源入口及保险丝、工作电源单元、测量单元、模拟返馈单元和控制单元组成；主运算放大器和弓I线补偿放大器及微机处理器在箱体内部金属屏蔽盒内；电桥エ作电源采用了大功率线性电源，具有较强的抗干扰能力，安装在金属屏蔽盒内；连接标准电容器与被测试品的插座及接地端钮在仪器背部，外接线采用屏蔽电缆，电桥装置箱体作为静电屏蔽以免干扰。測量数据显示在面板上的ー块液晶显示器上。整个电桥通过面板上的按键，来进行人机对话，按键开关在液晶显示器的旁边。在面板靠下部分，装有显示电桥倍率的LED指示，及在使用4T测试方式时，所选用标准电容的规格和USB通讯ロ状态的指示灯。电桥本体的环形电流比较仪装在ー个磁屏蔽盒内，它的铁芯采用超高导磁材料卷绕成环形，为内外磁场有较好的抗干扰性能，具有很高精度的比差及角差。本实用新型的技术效果高压电容电桥在測量中，自动测量并反馈，然后自动调整平衡状态，直到最終平衡。最大限度的减小人为测量误差，提高测量速度。利用测微差技术和FFT(快速付利叶展开)数字运算技术相互融合。应用方面I.在全自动测量模式下増加了手动控制，更加便于计量部分所要求的高精度測量要求。2.本机提供了一机多功能測量。从原来的纯粹测量容性设备，扩展到了电感测量、エ频高电压比例測量及角差測量、エ频高电压测量。3.测量试验电压频率自动跟踪，从原来的单ー频率信号測量，扩展到多频率测量，最高测量频率可达到400Hz。4.测量起始灵敏度的提高，目前国际上的同类产品的起始灵敏度为Icn=O. ImA,而本全自动多功能高压电容电桥的起始灵敏度达到Icn=O. 03mA。从而使整个测量范围更宽。[0014]技术方面I.整个电桥一旦进入工作状态后，全自动判别被测信号，当达到起始灵敏度吋，电桥自动进入测量，并时时给出测试結果。2.利用了全自平衡模式来完成高精度的測量。在測量中大大减小了人为误差，同时提高了測量速度。通过PC机时时记录数据，并绘制出相应的曲线，更加便于试验员对测试数据的分析。3.引入无纸化数据记录，一方面响应国家的环抱、低碳的号召；另一方面保证了百分之百的数据记录的准确性。エ艺方面I.在电桥的核心部分一‘电流比较仪’的制造过程中，增加了一个辅助绕线圈，从 而能大大的提高了整个核心部分的精度。由原来的5X10-5提高到现在的2X10-5。2.利用了 PCB连线技术，替代了原来大量的连接线。保证了每台设备的关键连线统ー性，从而保证测量的准确度和一致性。结构方面I.在电桥的面板上増加了ー组平衡指示灯，使试验员能时时了解整个设备的工作状态。提高了整个面板的人性化。2.标准化的机箱设计，更加便干与其他测试设备一起上标准机架使用。
图I是本实用新型结构示意图。符号说明I:平衡装置及比例単元；2:放电保护管；3:主电源入口及保险丝；4:工作电源单元；5 :测量单元；6 :模拟返馈单元；7 :控制单元。图2是本实用新型的自动调整平衡状态示意图。
具体实施方式
如图I所示，ー种高压电容电桥全自动平衡装置，在一金属箱体内，由平衡装置及比例単元、放电保护管、主电源人□及保险丝、工作电源单元、测量单元、模拟返馈单元和控制单元组成；主运算放大器和弓I线补偿放大器及微机处理器在箱体内部金属屏蔽盒内；电桥エ作电源采用了大功率线性电源，具有较强的抗干扰能力，安装在金属屏蔽盒内；连接标准电容器与被测试品的插座及接地端钮在仪器背部，外接线采用屏蔽电缆，电桥装置箱体作为静电屏蔽以免干扰。測量数据显示在面板上的ー块液晶显示器上。整个电桥通过面板上的按键，来进行人机对话，按键开关在液晶显示器的旁边。在面板靠下部分，装有显示电桥倍率的LED指示，及在使用4T测试方式时，所选用标准电容的规格和USB通讯ロ状态的指示灯。电桥本体的环形电流比较仪装在ー个磁屏蔽盒内，它的铁芯采用超高导磁材料卷绕成环形，为内外磁场有较好的抗干扰性能，具有很高精度的比差及角差。工作流程是CXCN信号进入平衡装置及比例単元，通过测量単元进行测量计算，測量完成后进行模拟并返馈回平衡比例単元，如平衡进入控制单元并通过显示单元显示出最终测量结果，如不平衡重复以上步骤，工作电源单元提供各単元的工作电源。如图2说明I.预置电桥所有盘位2.測量灵敏度线圈出来的信号并计算，计算公式为
NxmCx-Ns9Cw=N,m(A+M3.根据计算结果进行置盘 4.増加灵敏度信号，并测量5.根据测得的信号，再次计算，计算出平衡点.并再次调节盘位到计算值.并返回上ー级 6.直到最后完全平衡 附图2及计算公式的英文字母注解Nx :被测端线圈的匝数CzG.,:电容JVs :标准线圈的匝数Ni :检测绕组线圈的匝数A :插量实数部分B :插量虚数部分电容及损耗角正切值tg S的三端测量①在标准电容侧的最大电流不得超过10mA，在试验时应引起注意。为了获得最大的分辨率，Ics不应小于0. 03mA。②用专用测量电缆线将标准电容接到电桥背面C s插座，被测试品接到CxI (被测电流插孔)插座。CxI插座被测电流插孔 C s插座标准电容器的低压信号输入端③打开电源开关，仪器通过自检后，将测试选项，选择到“电容测试”界面。④在试验电压低于500V (Cs=IOOPf)时，电桥将处于等待状态。⑤在施加电压过程中，电桥同样回处于等待状态，直到试验电压稳定在某ー个电压后，电桥才会开始自动测量。⑥为了使平衡过程快速，可以在先加低一点的试验电压，使电桥先利用电桥的高
灵敏度而进行初歩平衡，通过公式欠成1寻找出一接近平衡的数
值，以避免施加试验电压后由于极大不平衡而造成的困难。当Ins达到ImA时即当Cs =IOOpF试验电压应为30kV时，本电桥分辨率无论是电容比值或tg S均能达到lxl0_6.⑦在平衡过程中，显示屏幕的左上角将显示平衡时灵敏度开关所在的位置，同时‘平衡状态指示灯’将显示各档灵敏度时的平衡状态，类似指另仪的指针。电桥内部是根据下边的步骤进行调节Cx/Cs (电容比)和介损盘的数据，最总使电桥平衡(a)首先选择合适的‘被测电容的倍率开关K’的位置，并在面板上显示。[0056](b)然后自动再调节比例和介损盘，使‘平衡状态.指示灯’指示到最小。(C)当‘平衡状态指示灯’在某灵敏度档位上指示最小后，再自动增加灵敏度，并再次去平衡比例和介损盘。在平衡一次后，电桥都会发出一声鸣叫。(d)最后灵 敏度位置显示在‘6’或‘7’时，‘平衡状态指示灯’指示最小的时候，这时就可以通过显示窗读取数据。如需要精密测量时，可以通过一段时间的等待，让电桥进行精密平衡状态，但是这可能需要时间。本实用新型的高压电容电桥在測量中，自动测量并反馈，然后自动调整平衡状态，直到最終平衡。
权利要求1. ー种高压电容电桥全自动平衡装置，在一金属箱体内，由平衡装置及比例単元、放电保护管、主电源入口及保险丝、工作电源单元、测量单元、模拟返馈单元和控制单元组成；其特征在于，主运算放大器和引线补偿放大器及微机处理器在箱体内部金属屏蔽盒内；电桥工作电源采用了大功率线性电源，安装在金属屏蔽盒内；连接标准电容器与被测试品的插座及接地端钮在仪器背部，外接线采用屏蔽电缆，电桥装置箱体作为静电屏蔽以免干扰。
专利摘要本实用新型涉及一种高压电容电桥全自动平衡装置。在一金属箱体内，由平衡装置及比例单元、放电保护管、主电源入口及保险丝、工作电源单元、测量单元、模拟返馈单元和控制单元组成；主运算放大器和引线补偿放大器及微机处理器在箱体内部金属屏蔽盒内；电桥工作电源采用了大功率线性电源，具有较强的抗干扰能力，安装在金属屏蔽盒内；连接标准电容器与被测试品的插座及接地端钮在仪器背部，外接线采用屏蔽电缆，电桥装置箱体作为静电屏蔽以免干扰。本实用新型的高压电容电桥在测量中，自动测量并反馈，然后自动调整平衡状态，直到最终平衡。
文档编号G01R19/00GK202533512SQ20122013645
公开日2012年11月14日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者代立丽 申请人:上海熙凌电器有限公司