一种高压开关特性测试仪的制作方法

本实用新型涉及开关测试仪技术领域，尤其涉及一种高压开关特性测试仪。

背景技术：

高压开关特性测试仪主要用来测试高压开关合闸、分闸时的动作特性，包括位移、行程、速度、弹跳相关的的测试项目，根据采集到的高压开关动触头动作的位移和行程信号分析计算高压开关的动作特性。高压开关动作特性信号的采集通过传感器完成，目前国内外所使用的高压开关形式多样，传统高压开关测试仪在测试不同的高压开关时，需要根据高压开关动触头动作传动方式更滑安装不同的传感器，给高压开关动作特性测试带来不便，而且测量精度不高。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种高压开关特性测试仪，适用于不同种类的高压开关的特性测试，不需要更换传感器。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种高压开关特性测试仪，包括开关操作机构、多个开关传感器、与所述开关传感器数量相同的信号调理电路、断口数据检测电路以及控制电路，所述开关操作机构与待测试的高压开关连接，并驱动待测试的高压开关合闸或分闸，多个所述开关传感器分别与所述开关操作机构连接；

所述开关传感器与所述信号调理电路一一对应电连接，所有所述信号调理电路均与所述控制电路电连接，所述控制电路与所述断口数据检测电路电连接，所述断口数据检测电路与待测试的高压开关电连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型集成了多个开关传感器，可以适用于各种不同传动方式的高压开关的特性测试。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步：所述高压开关特性测试仪还包括用于将所述旋转轴的旋转运动转换为直线运动的转换组件，多个所述开关传感器分别为加速度传感器、旋转传感器以及直线传感器，所述信号调理电路的数量为三个；

所述加速度传感器固定于所述开关操作机构的传动杆上，所述旋转传感器的测量轴与所述开关操作机构的旋转轴的一端传动连接，所述直线传感器的测量端通过所述转换组件与所述旋转轴的另一端连接；

所述加速度传感器、旋转传感器以及直线传感器分别与三个所述信号调理电路一一对应电连接，三个所述信号调理电路均与所述控制电路电连接。

上述进一步方案的有益效果是：本实用新型集成了加速度传感器、旋转传感器以及直线传感器，可以适用于各种不同传动方式的高压开关的特性测试。

进一步：所述测量轴通过联轴器与所述旋转轴传动连接，所述测量轴与所述旋转轴共轴线设置。

上述进一步方案的有益效果是：通过联轴器实现同轴连接，使得旋转传感器的旋转不会受到阻碍，测量精度更高。

进一步：所述转换组件为丝杠，所述旋转轴通过所述丝杠与所述直线传感器的测量端连接，且所述旋转轴通过所述丝杠驱动所述直线传感器的测量端沿所述旋转轴的轴向方向做直线运动。

上述进一步方案的有益效果是：丝杠是常见的将旋转运动转换为直线运动的组件。

进一步：所述信号调理电路包括放大电路、滤波电路以及A/D转换器，所述放大电路与对应的所述开关传感器电连接，所述放大电路、滤波电路以及A/D转换器依次电连接，所A/D转换器与所述控制电路电连接。

上述进一步方案的有益效果是：信号调理电路对开关传感器的测量信号进行放大、滤波以及A/D转换，提高测量信号精度，进而提高了高压开关特性测试仪的精度。并使测量信号与控制电路匹配，便于控制电路的读取和计算。

进一步：所述放大电路包括运算放大器U1、运算放大器U2、运算放大器U3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻RF1、电阻RF2以及电阻RF3；

所述开关传感器与所述运算放大器U1的同相输入端电连接，所述运算放大器U1的反向输入端通过电阻RF1与运算放大器U1的输出端电连接，所述运算放大器U1的反向输入端通过所述电阻R1与所述运算放大器U2的反向输入端电连接，所述运算放大器U2的反向输入端通过所述电阻RF2与所述运算放大器U2的输出端电连接，所述运算放大器U2的同向输入端接地，所述运算放大器U2的输出端通过所述电阻R2与所述运算放大器U3的同向输入端电连接，所述运算放大器U3的反向输入端通过所述电阻RF3与所述运算放大器U3的输出端电连接，所述运算放大器U3的反向输入端通过所述电阻R3与所述运算放大器U1的输出端电连接；所述运算放大器U3的输出端与所述滤波电路电连接。

上述进一步方案的有益效果是：本方案提供的放大电路为三运放仪表放大电路，该放大电路对三种传感器输出的测量信号进行放大，避免信号失真对开关特性的测量结果造成影响。

进一步：所述放大电路还包括运算放大器U4、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7以及电容C1；

所述运算放大器U3的输出端通过所述电阻R4与所述运算放大器U4的反向输入端电连接，所述运算放大器U4的反向输入端通过所述电容C1与所述运算放大器U4的输出端电连接，所述运算放大器U4的输出端通过所述电阻R5与所述运算放大器U3的同向输入端电连接，所述运算放大器U4的同相输入端与地之间依次串联有所述电阻R6以及电阻R7。

上述进一步方案的有益效果是：运算放大器U4、电阻R4以及电容C1组成积分反馈调节电路，从而消除失调电压对放大电路的影响。

进一步：所述滤波电路包括运算放大器U5、电阻R8、电阻R9、电容C2以及电容C3；

所述放大电路与所述运算放大器U5的同相输入端之间依次串联有所述电阻R8以及电阻R9，所述运算放大器U5的同向输入端通过所述电容C3接地，所述电阻R8与电阻R9的公共端通过所述电容C2与所述运算放大器U5的输出端电连接，所述运算放大器U5的输出端与所述运算放大器U5的反向输入端电连接，所述运算放大器U5的输出端与所述A/D转换器电连接。

上述进一步方案的有益效果是：滤波电路滤出信号调制频率以外的高频干扰信号，提高信号调理电路的抗干扰能力。

进一步：所述断口数据检测电路通过锁存器与所述控制电路电连接。

上述进一步方案的有益效果是：锁存器用于缓存断口数据检测电路的检测结果，防止数据意外丢失。

进一步：所述高压开关特性测试仪还包括液晶屏以及微型打印机；所述液晶屏与所述控制电路电连接，并显示测试结果；所述打印机与所述控制电路电连接，并打印测试结果。

上述进一步方案的有益效果是：增加液晶屏显示测试结果，增加微型打印机打印测试结果，为用户提供不同的形式的测试结果，提高用户体验。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种高压开关特性测试仪的电路结构示意图；

图2a为本实用新型提供的一种高压开关特性测试仪的另一种电路结构示意图；

图2b为本实用新型提供的一种高压开关特性测试仪的结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种高压开关特性测试仪的信号调理电路的电路结构示意图；

图4为本实用新型提供的一种高压开关特性测试仪的放大电路的电路图；

图5为本实用新型提供的一种高压开关特性测试仪的滤波电路的电路图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、开关操作机构，11、传动杆，12、旋转轴，100、开关传感器，2、加速度传感器，3、旋转传感器，31、测量轴，32、联轴器，4、直线传感器，41、测量端，6、信号调理电路，61、放大电路，62、滤波电路，63、A/D转换器，7、断口数据检测电路，8、控制电路，9、转换组件，10、高压开关。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

下面结合附图，对本实用新型进行说明。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种高压开关特性测试仪，包括开关操作机构1、多个开关传感器100、与所述开关传感器100数量相同的信号调理电路6、断口数据检测电路7以及控制电路8，所述开关操作机构1与待测试的高压开关连接，并驱动待测试的高压开关合闸或分闸，多个所述开关传感器100分别与所述开关操作机构1连接；

所述开关传感器100与所述信号调理电路6一一对应电连接，所有所述信号调理电路6均与所述控制电路8电连接，所述控制电路8与所述断口数据检测电路7电连接，所述断口数据检测电路7与待测试的高压开关电连接。

具体地，开关操作机构1采用现有技术实现即可，例如可以使用电机驱动高压开关的闸刀实现高压开关的分合闸操作。

本实用新型的工作过程为：多个开关传感器100分别用于将不同高压开关的分合闸动作转换为电信号，信号调理电路6对该电信号进行调理，以便控制电路8根据电信号计算高压开关的相关特性参数，断口数据检测电路7对高压开关断口的状态变化进行采样，以便控制电路8计算高压开关断口时间参数。

本实用新型提供的高压开关特性测试仪适用于不同传动性能的多种高压传感器，使用时无需频繁更换传感器，实用方便。

优选的，如图2a、图2b所示，所述高压开关特性测试仪还包括用于将所述旋转轴12的旋转运动转换为直线运动的转换组件9，多个所述开关传感器100分别为加速度传感器2、旋转传感器3以及直线传感器4，所述信号调理电路6的数量为三个；

所述加速度传感器2固定于所述开关操作机构1的传动杆11上，所述旋转传感器3的测量轴31与所述开关操作机构1的旋转轴12的一端传动连接，所述直线传感器4的测量端41通过所述转换组件9与所述旋转轴12的另一端连接；

所述加速度传感器2、旋转传感器3以及直线传感器4分别与三个所述信号调理电路6一一对应电连接，三个所述信号调理电路6均与所述控制电路8电连接。

本实施例设置了加速度传感器2、旋转传感器3以及直线传感器4三种不同的开关传感器100，可适用市面上绝大多数常用的高压开关测量。

优选的，如图2b所示，所述测量轴31通过联轴器32与所述旋转轴12传动连接，所述测量轴31与所述旋转轴12共轴线设置。

旋转传感器3的测量轴31与旋转轴12保持同轴，可以避免旋转传感器3在旋转时受到阻碍，避免测出曲线的毛刺影响测试数据的准确。

优选的，所述转换组件9为丝杠，所述旋转轴12通过所述丝杠与所述直线传感器4的测量端41连接，且所述旋转轴12通过所述丝杠驱动所述直线传感器4的测量端41沿所述旋转轴12的轴向方向做直线运动。

丝杠是一种常见的，可以将旋转运动转换为直线运动的组件。具体地，还可以采用其他组件，例如齿轮齿条组件、曲柄连杆组件等实现。

优选的，如图3所示，所述信号调理电路6包括放大电路61、滤波电路62以及A/D转换器63，所述放大电路61与对应的所述开关传感器100电连接，所述放大电路61、滤波电路62以及A/D转换器63依次电连接，所A/D转换器63与所述控制电路8电连接。

放大电路61、滤波电路62以及A/D转换器63，对开关传感器100所测得的测量电信号进行调理，滤波干扰电波，并使得测量电信号与控制电路8相匹配，便于控制电路8的计算。

优选的，如图4所示，所述放大电路61包括运算放大器U1、运算放大器U2、运算放大器U3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻RF1、电阻RF2以及电阻RF3；

所述开关传感器100与所述运算放大器U1的同相输入端电连接，所述运算放大器U1的反向输入端通过电阻RF1与运算放大器U1的输出端电连接，所述运算放大器U1的反向输入端通过所述电阻R1与所述运算放大器U2的反向输入端电连接，所述运算放大器U2的反向输入端通过所述电阻RF2与所述运算放大器U2的输出端电连接，所述运算放大器U2的同向输入端接地，所述运算放大器U2的输出端通过所述电阻R2与所述运算放大器U3的同向输入端电连接，所述运算放大器U3的反向输入端通过所述电阻RF3与所述运算放大器U3的输出端电连接，所述运算放大器U3的反向输入端通过所述电阻R3与所述运算放大器U1的输出端电连接；所述运算放大器U3的输出端与所述滤波电路62电连接。

本实施例提供的放大电路为三运放仪表放大电路，三运放仪表放大电路具有共模抑制比高、输入阻抗高、增益可调节的优点，非常适合仪表微小的电信号的放大。

优选的，如图4所示，所述放大电路61还包括运算放大器U4、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7以及电容C1；

所述运算放大器U3的输出端通过所述电阻R4与所述运算放大器U4的反向输入端电连接，所述运算放大器U4的反向输入端通过所述电容C1与所述运算放大器U4的输出端电连接，所述运算放大器U4的输出端通过所述电阻R5与所述运算放大器U3的同向输入端电连接，所述运算放大器U4的同相输入端与地之间依次串联有所述电阻R6以及电阻R7。

本实施例增加了由括运算放大器U4、电阻R4以及电容C1组成的积分反馈电路，对运算放大器U3的输出端输出的电信号进行积分、反向，并反馈至运算放大器U3的同相输入端，减去了失调电压，避免失调电压对测量结果造成影响。

优选的，如图4所示，所述滤波电路62包括运算放大器U5、电阻R8、电阻R9、电容C2以及电容C3；

所述放大电路61与所述运算放大器U5的同相输入端之间依次串联有所述电阻R8以及电阻R9，所述运算放大器U5的同向输入端通过所述电容C3接地，所述电阻R8与电阻R9的公共端通过所述电容C2与所述运算放大器U5的输出端电连接，所述运算放大器U5的输出端与所述运算放大器U5的反向输入端电连接，所述运算放大器U5的输出端与所述A/D转换器63电连接。

为了降低信号调制频率意外的高频干扰信号，本实施例增加滤波电路。具体地，本实施例中运算放大器U5选用OP2177运放芯片，OP2177运放芯片具有高精度、低偏置、低功耗的优点。

具体地，本实用新型中A/D转换器63采用现有技术实现即可。

优选的，所述断口数据检测电路7通过锁存器(图中未示出)与所述控制电路8电连接。

锁存器用于缓存断口数据检测电路7的检测结果，防止数据意外丢失。

优选的，所述高压开关特性测试仪还包括液晶屏(图中未示出)以及微型打印机(图中未示出)；所述液晶屏与所述控制电路8电连接，并显示测试结果；所述打印机与所述控制电路8电连接，并打印测试结果。

增加液晶屏显示测试结果，增加微型打印机打印测试结果，为用户提供不同的形式的测试结果，提高用户体验。

优选的，高压开关特性测试仪还包括RS232接口电路(图中未示出)，所述RS232接口电路与所述控制电路8电连接，并用于与外部PC机连接。

增加RS232接口电路与外部PC机连接，便于与外部PC机进行联机操作。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。