专利名称：电感内阻快速测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型电感内阻快速测量仪是一种主要用于测试大型电感器直流内阻的仪器。
大型电感器，如电力变压器、大功率电机，其电感直流内阻很小，一般在数百微欧到一百欧之间，电感量很大，达数百至数千赫兹，目前，电感内阻的测量，用的是电桥法测试仪，该类仪器给测试电感通过电流i后，只有等电流i达到稳定值I后，电感的影响消失，由I＝V／R，得出内阻R值。达到稳定值I的过渡时间取决于电感器本身固有的时间常数τ(τ＝L／R)，理论上需经时间t＝∞才可到稳态，实际应用中时间t＝10τ时，可忽略电感影响。因此，目前电桥法电感内阻测量仪存在测量时间长达几十分钟至几个小时，测试结束，需人工放电、操作复杂、不安全的缺点。
本实用新型的目的是提供一种智能型的电感内阻快速测量仪。
本实用新型的目的是这样实现的一种电感内阻快速测量仪，它是由显示器1、微处理器2、可变恒流源3、量程判别、保护、放电电路4、前置放大器5、A／D转换器6组成，可变恒流源3和量程判别、保护、放电电路4分别通过I／O线x1～x4和I／O线y1～y6与微处理器2联接，可变恒流源3有两个输出电流线端子B、C接仪器壳体电流接线柱Ki1、Ki2，可变恒流源3通过输出电流线端子B和另一出线端子A与量程判别、保护、放电电路4的输入线端子B′、A′联接，仪器壳体电压接线柱Ku1、Ku2接前置放大器5的两个输入电压线端子D、E，前置放大器5经A／D转换器6与微处理器2联接，微处理器2联接显示器1，其中可变恒流源3是由电阻R101、R106，分压电阻R102～R105，输入电阻R107、R108，采样电阻R109、R111，氧化锌过压保护电阻R110，限流电阻R112～R116，稳压管Z101、Z102，电容C101、电位器W101、模拟开关SW101～SW104，运算放大器A101，晶体三极管T101、T102，继电器J1、J2的触点组成，电位器W101、分压电阻串R102～R105与稳压管Z101并联，高电位端通过电阻R101与直流电压源＋V1联接，低电位端接各光电耦合器P101～P104的发射极，模拟开关SW101～SW104的输入端分别接在电位器W101、电阻R102～R105之间，模拟开关输出端经输入电阻R107与运算放大器A101的同相端联接，模拟开关控制端分别与各光电耦合器P101～P104的集电极联接，光电耦合器P101～P104中二极管的正端分别通过对应的限流电阻R112～R115由I／O线X1～X4与微处理器联接，其二极管负端接地，电阻R106、电容C101、稳压管Z102组成的稳压电路，一端与直流电压＋V1联接，另一端与采样电阻R109共接于光电耦合器P101～P104的发射极，采样电阻R109的另一端通过电阻R108与运算放大器A101的反相端联接，运算放大器A101的输出端接限流电阻R116，R116与串联的两三极管T101、T102的基极联接，T102的发射极接在电阻R109～R108之间，T101、T102的集电极接至输出电流线端子C，继电器J1的触点一头与直流电压＋V1相接，另一头分别接继电器J2的触点和电阻R111，继电器J2的触点另一头接至输出电流线端子C，电阻R111的另一端接输出电流线端子B，氧化锌过压保护电阻R110跨接在输出电流线端子B、C间，采样电阻R111两端引出的输出电流线端子B与另一出线端子A和量程判别、保护、放电电路输入线端子B′、A′联接；量程判别、保护、放电电路是由电阻R201、R202、R208，平衡电阻R203，分压电阻R204～R207，运算放大器A201、A202，比较器A203～A206，稳压管Z201，电容C201，电位器W201，驱动放大晶体管T201、T202，保护二级管D201、D202，继电器J1、J2的线包组成，运算放大器A201的同相端接输入线端子A′，反相端与输出端短接，输出端经电阻R201接运算放大器A202的反相端，运算放大器A202的同相端接平衡电阻R203后与接地的输入线端子B′联接，反相端与输出端接有电阻R202，输出端还与并联的比较器A203～A206的同相端联接，比较器A203～A206的反相端之间分别接有分压电阻R204～R207，R207的另一端接输入线端子B′，输出端通过I／O线y1～y4与微处理器联接，直流电压＋V2经电阻R208、稳压管Z201组成的稳压电路稳压后，由电位器W201与比较器A203的反相端联接，反电势保护二极管D201与继电器J1的线包并联，反电势保护二极管D202与继电器J2的线包并联，两电路的高电位端与直流电压＋V2联接，低电位端分别接驱动放大晶体管T201、T202的集电极，晶体管T201、T202的发射极接输入线端子B′，基极通过I／O线y5、y6与微处理器联接。
本实用新型的优点是测试时间短，操作简单，测量准确，测试结束，不需人工放电、安全可靠。
图1是本实用新型实施例的电路原理方框图及使用时与外界被测电感接线示意图。
图2是本实用新型实施例中可变恒流源电路图。
图3是本实用新型实施例中量程判别、保护、放电电路图。
图4是本实用新型实施例面板图。
以下依附图进一步作实施例的说明如图，用户按图1的测试外接线方式，将被测电感Lx两端各引出的两条线，一组接到接线柱K11、K12上，一组接到接线柱Ku1、Ku2上，打开仪器电源开关4－2，按下面板上的开始键4－3，微处理器2发出测试开始信号，由程序控制，微处理器2通过I／O线x4和y5送信号到可变恒流源3和量程判别、保护、放电电路4，使可变恒流源3通过输出电流线端子B、C送一大于10A的电流向被测电感Lx充电，同时，从取样端子A、B处送电压信号Uab至量程判别、保护、放电电路4，判别量程的信号经I／O线y1～y4送至微处理器2，经微处理器2选定量程后，由X1和X2或X3或X4送控制信号至可变恒流源3，将对应于选定量程的测量恒流电流10A或1A或0.1A送至输出电流线端子B、C，加于被测电感Lx两端，切断大于10A的充电电流。微处理器将此时从y2或y3或y4送来的电流的采样信号Uab及被测电感经前置放大、A／D转换器送来的电压信号Ued按伏安法进行计算，得出被测电感的电阻值，并将该值送至显示器显示屏4－1显示，此时，用户即可按结束健4－4，微处理器发出测量结束信号经y5、y6送至保护放电电路，完成对被测电感的放电，放电结束指示灯4－5亮，即可拆除测试外接线。
在图2所示的可变恒流源中，直流电压＋V1经电阻R101、稳压管Z101稳压后，由电位器W101、分压电阻R102～R105分压，其分压电压值V充、V10、V1、V0.1依次对应于大于10A的充电电流值和10A、1A、0.1A三档测量恒定电流值，V10、V1、V0.1为基准分压信号，依次对应于0～200毫欧、0～10欧、0～100欧三档量程，加在被测电感上的充电电流在电阻R111上的信号Uab由端子A、B送至量程判别、保护、放电电路4进行处理，又经微处理器选定量程后，经X2或X3或X4和X1将对应的SW102～SW104之一打开后，关闭SW101，将所对应的基准分压信号经输入电阻R107送入运算放大器A101同相端，输出电流经采样电阻R109得出电压信号经输入电阻R108接入运算放大器A101反相端，A101对基准分压信号和采样信号进行比较放大，经电阻R116限流，控制三极管T101、T102的导通电阻，使输出电流恒定于该量程的设定值10A或1A或0.1A。继电器J1触点的通断决定是否输出电流，继电器J2在被测电感测试结束时闭合，在放电结束后断开，电阻R110为氧化锌过压保护电阻，它可防止意外情况反电势电弧对电路的袭击。
在图3所示的量程判别、保护、放电电路4中，端子A′、B′间的电压信号Uab经A201运算放大器组成的跟随器后送入由A202运算放大器组成的放大器，电阻R201、R202的比值决定放大倍数，R203为平衡电阻，放大后的信号同时接入比较器A203～A206的同相输入端。经电阻R208、稳压管Z201稳压，稳定电压经电位器W201、电阻R204～R207分压得出依次对应于10A、1A、0.1A、及放电结束四种不同的电流值的四个电压值，分别接入A203～A206的反相输入端作为量程判别的比较电压信号和充分放电的比较电压信号。A203～A206的比较输出信号经I／O线y1～y4送入微处理器。
T201、T202为继电器J1、J2的驱动放大晶体管，D201、D202为继电器线圈绕组反电势保护二极管，T201、T202的基极控制信号由微处理器经y5、y6给出。
本仪器的技术指标为测量范围0～100欧姆，测试电流0.1A、1A、10A，显示4 1/2 位，量程0～20毫欧姆；0～200毫欧姆；0～2欧姆；0～10欧姆；0～100欧姆，全部自动选择量程。
权利要求1.一种电感内阻快速测量仪，它是由显示器1、微处理器2、可变恒流源3、量程判别、保护、放电电路4、前置放大器5、A/D转换器6组成，其特征在于可变恒流源3和量程判别、保护、放电电路4分别通过1/0线X1～X4和1/0线y1～y6与微处理器2联接，可变恒流源3有两个输出电流线端子B、C接壳体电流接线柱K11、K12，可变恒流源3通过输出电流线端子B和另一出线端子A与量程判别、保护、放电电路4的输入线端子B′、A′联接，壳体电压接线柱Ku1、Ku2分别接前置放大器5的电压输入线端子E、D上，前置放大器5经A/D转换器6与微处理器2联接，微处理器2联接显示器1，其中可变恒流源3是由电阻R101、R106，分压电阻R102～R105，输入电阻R107、R108，采样电阻R109、R111，氧化锌过压保护电阻R110，限流电阻R112～R116，稳压管Z101、Z102，电容C101、电位器W101、模拟开关SW101～SW104，运算放大器A101，晶体三极管T101、T102，继电器J1、J2的触点组成，电位器W101、分压电阻串R102～R105与稳压管Z101并联，高电位端通过电阻R101与直流电压源+V1联接，低电位端接各光电耦合器P101～P104的发射极，模拟开关SW101～SW104的输入端分别接在电位器W101、电阻R102～R105之间，模拟开关输出端经输入电阻R107与运算放大器A101的同相端联接，模拟开关控制端分别与各光电耦合器P101～P104的集电极联接，光电耦合器P101～P104中二极管的正端分别通过对应的限流电阻R112～R115由I/O线X1～X4与微处理器联接，其二极管负端接地，电阻R106、电容C101、稳压管Z102组成的稳压电路，一端与直流电压+V1联接，另一端与采样电阻R109共接于光电耦合器P101～P104的发射极，采样电阻R109的另一端通过电阻R108与运算放大器A101的反相端联接，运算放大器A101的输出端接限流电阻R116，R116与串联的两三极管T101、T102的基极联接，T102的发射极接在电阻R109～R108之间，T101、T102的集电极接至输出电流线端子C，继电器J1的触点一头与直流电压+V1相接，另一头分别接继电器J2的触点和电阻R111，继电器J2的触点另一头接至输出电流线端子C，电阻R111的另一端接输出电流线端子B，氧化锌过压保护电阻R110跨接在输出电流线端子B、C间，采样电阻R111两端引出的输出电流线端子B与另一出线端子A和量程判别、保护、放电电路输入线端子B′、A′联接；量程判别、保护、放电电路是由电阻R201、R202、R208，平衡电阻R203，分压电阻R204～R207，运算放大器A201、A202，比较器A203～A206，稳压管Z201，电容C201，电位器W201，驱动放大晶体管T201、R202，保护二级管D201、D202，继电器J1、J2的线包组成，运算放大器A201的同相端接输入线端子A′，反相端与输出端短接，输出端经电阻R201接运算放大器A202的反相端，运算放大器A202的同相端接平衡电阻R203后与接地的输入线端子B′联接，反相端与输出端接有电阻R202，输出端还与并联的比较器A203～A206的同相端联接，比较器A203～A206的反相端之间分别接有分压电阻R204～R207，R207的另一端接输入线端子B′，输出端通过I/O线y1～y4与微处理器联接，直流电压+V2经电阻R208、稳压管Z201组成的稳压电路稳压后，由电位器W201与比较器A203的反相端联接，反电势保护二极管D201与继电器J1的线包并联，反电势保护二极管D202与继电器J2的线包并联，两电路的高电位端与直流电压+V2联接，低电位端分别接驱动放大晶体管T201、T202的集电极，晶体管T201、T202的发射极接输入线端子B′，基极通过I/O线y5、y6与微处理器联接。
专利摘要本实用新型公开了一种智能型电感内阻快速测量仪，它是由显示器1、微处理器2、可变恒流源3、量程判别、保护、放电电路4、前置放大器5、A/D转换器6组成，主要用于测试大型电感器直流内阻，具有测试时间短，操作简单，测量准确，测试结束不需人工放电，安全可靠的特点。
文档编号G01R27/02GK2138795SQ9222928
公开日1993年7月21日 申请日期1992年8月5日 优先权日1992年8月5日
发明者杨意逢, 马广续 申请人:杨意逢