技术领域
本实用新型涉及一种地球物理勘探领域,特别是一种用于测量大地接地电阻的测试系统。
背景技术：
现有的测量大地接地电阻的仪器大致有2类，第一类是用手持式或台式万用表测量大地接地电阻，此类仪器使用的是直流方法，在测量大地接地电阻时，由于大地使金属电极产生极化电位，使红、黑表笔正反测量大地接地电阻值不一样，误差大不够准确，给计算其他参数带来误差；第二类是台式测量大地接地电阻仪，用于电力及公共设施中，不利于在物探行业在野外使用，携带不方便。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种用于测量大地接地电阻的测试系统，在保证测试系统轻便的同时，提高测量精度和测量准确性。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于测量大地接地电阻的测试系统，包括与电源连接的交流信号发生器、滤波电路和处理器，还包括两根插入大地的金属电极，所述交流信号发生器、滤波电路均与所述两根金属电极连接，所述交流信号发生器、滤波电路均与所述处理器连接。
作为优选方案，所述交流信号发生器包括MOS管、ADG708芯片、REF3020芯片和运算放大器；所述MOS管、REF3020芯片输入端与所述ADG708芯片连接，所述REF3020芯片输出端与所述运算放大器正输入端连接；所述ADG708芯片通过六个已知电阻与一根金属电极连接；所述运算放大器输出端与另外一根金属电极连接；所述滤波电路包括四个串联的运算放大器，所述第一运算放大器正输入端连接有一个信号连接座，所述信号连接座的两个接口分别与所述两根金属电极连接。
本实用新型提供了一种测量大地接地电阻的数字相干检波方法，该方法为：
1）交流信号发生器通过金属电极给大地提供交流信号；
2）滤波电路接收上述交流信号，对所述交流信号滤波；
3）对上述滤波后的交流信号进行AD转换，得到若干个AD转换值；
4）将上述AD转换值与正弦函数Sinx相乘，并将乘积相加，得到交流信号电压复数实部V1；将上述AD转换值与余弦函数Cosx相乘，并将乘积相加，得到交流信号电压复数虚部V2；其中所述正弦函数Sinx和余弦函数Cosx的相位差为π/2；
5）V1和V2组成交流电压信号复数V1+iV2，对V1+iV2求模，得到交流信号电压值Vx；
6）通过以下公式计算大地接地电阻Rx：
VsRkx+Rx=Vs-VxRkx,]]>
其中，Vs为电源电压；Rkx为已知电阻阻值。
与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：本实用新型的测试系统结构简单，轻便，方便携带；测量精确，准确性高，且测量效率高。
附图说明
图1为本实用新型一实施例测试系统结构框图；
图2为本实用新型一实施例交流信号发生器电路原理图；
图3为本实用新型一实施例滤波电路原理图；
图4为本实用新型一实施例处理器处理流程图。
具体实施方式
如图1—图3所示，本实用新型一实施例包括与电源连接的交流信号发生器、滤波电路和处理器，还包括两根插入大地的金属电极，所述交流信号发生器、滤波电路均与所述两根金属电极连接，所述交流信号发生器、滤波电路均与所述处理器连接；所述交流信号发生器包括MOS管、ADG708芯片、REF3020芯片和运算放大器；所述MOS管、REF3020芯片输入端与所述ADG708芯片连接，所述REF3020芯片输出端与所述运算放大器正输入端连接；所述ADG708芯片通过六个已知电阻Rk1～Rk6与一根金属电极连接；所述运算放大器输出端与另外一根金属电极连接；所述滤波电路包括四个串联的运算放大器，所述第一运算放大器正输入端连接有一个信号连接座，所述信号连接座的两个接口分别与所述两根金属电极连接；MOS管型号为NTJ83151P，运算放大器型号为AD8628；处理器可以采用单片机、ARM等处理器。
使用REF3020芯片的目的是实现单电源供电。
本实用新型的工作原理是：在大地上插上2根金属电极，交流信号发生器通过电极给大地提供某种或几种频率交流信号，交流信号为固定的电压有效值Vs，同时通过滤波电路来接收交流信号，通过滤波电路滤波此信号，滤波后送入处理器进行数字相干检波，利用相干检波方法计算接收的交流信号的电压值，通过交流信号发生器中的已知电阻和电压有效值Vs计算出大地接地电阻值。
如图4所示，测量大地接地电阻的数字相干检波方法为：
1）交流信号发生器通过金属电极给大地提供交流信号；
2）滤波电路接收上述交流信号，对所述交流信号滤波；
3）对上述滤波后的交流信号进行AD转换，得到若干个AD转换值；
4）将上述AD转换值与正弦函数Sinx相乘，并将乘积相加，得到交流信号电压复数实部V1；将上述AD转换值与余弦函数Cosx相乘，并将乘积相加，得到交流信号电压复数虚部V2；其中所述正弦函数Sinx和余弦函数Cosx的相位差为π/2；
5）V1和V2组成交流电压信号复数V1+iV2，对V1+iV2求模，得到交流信号电压值Vx；
6）通过以下公式计算大地接地电阻Rx：
VsRkx+Rx=Vs-VxRkx,]]>
其中，Vs为电源电压；Rkx为已知电阻阻值，x=1、2、3、4、5、6，根据实际需要由处理器控制选择某一个合适的已知电阻。
1.一种用于测量大地接地电阻的测试系统，包括与电源连接的交流信号发生器、滤波电路和处理器，其特征在于，还包括两根插入大地的金属电极，所述交流信号发生器、滤波电路均与所述两根金属电极连接，所述交流信号发生器、滤波电路均与所述处理器连接。
2.根据权利要求1所述的用于测量大地接地电阻的测试系统，其特征在于，所述交流信号发生器包括MOS管、ADG708芯片、REF3020芯片和运算放大器；所述MOS管、REF3020芯片输入端与所述ADG708芯片连接，所述REF3020芯片输出端与所述运算放大器正输入端连接；所述ADG708芯片通过六个已知电阻Rkx与一根金属电极连接；所述运算放大器输出端与另外一根金属电极连接。
3.根据权利要求1所述的用于测量大地接地电阻的测试系统，其特征在于，所述滤波电路包括四个串联的运算放大器，第一运算放大器正输入端连接有一个信号连接座，所述信号连接座的两个接口分别与所述两根金属电极连接。
4.根据权利要求1所述的用于测量大地接地电阻的测试系统，其特征在于，所述处理器为单片机或ARM。