专利名称：电子式互感器校验仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种电子式互感校验仪，特别适用于对互感器校验，以及对电流比较仪、感应分压器及阻抗的测量。
互感器误差的测量，传统是利用标准互感器和被测互感器在同变比下通过校验仪进行比较测量。电流和电压互感器的变比误差f用％表示、相对误差δ用分或弧度％表示。
目前，我国互感器校验仪，大量选用HEG2型和HEG4型及其派生产品。如HEG2型互感器校验仪的电路结构是以测量电流互感器为基础设计的，其结构是0.1Ω标准电阻采样，标准电流转成电压值，经倍率变压器分成两组电压信号，同相量经可调电导箱转换成同相电流，正交量通过可调电容箱转换成正交电流。将此两电流和被测量的误差电流共同输入到电流比较仪，进行平衡比较，以得到需测出的相对误差。即f和δ。
在测电压互感器时，利用标准电压通过电压互感器的转换成比例小的电压输入倍率变压器，再利用电流测量电路的方法转成标准的同相和正交电流信号，再把被测误差电压通过标准电阻转成电流信号，利用电流比较仪测量出相对误差。即f和δ值。
上述已有技术的缺点是(1)测量用的标准电流值，等效分析是标准电阻分流得到的。在基本量限正交读数以分为单位时分流电流较大，难以满足直读要求，故乘以0.5或0.1倍率，造成不能直读的麻烦。
(2)电容箱和倍率变压器导线内阻串联造成移相，故对同相量形成误差。
(3)倍率变压器绕组多，匝数多，导线粗，手工绕制工艺复杂，生产周期长。
(4)校验仪内装的百分表也从倍率变压器得到信号约1V左右，采用整流结构，使测量点5％、10％、20％进入二极管非线性区域，难以准确读出，造成测量误差。难以满足标准要求。
(5)由于采用电导箱和电容箱，其结构为现有四层开关，体积大，重量大，寿命难以满足标准规定的10万次要求。
本实用新型的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种结构简单的变压器替代倍率变压器；利用运算放大器间接输出信号代替直接提取信号；利用运算放大器90°移项电路、放大电路和多位电导箱代替多位电容箱，输出标准正交信号。再利用运算放大器组成线性百分表代替原整流非线性百分表，便可得到能满足国际标准、易于加工、成本低、精度高的互感器校验仪。
本实用新型的目的通过如下方案解决的1、电流互感器的测量标准信号部分是标准电流通过标准电阻R0采样后得到电压，经过11隔离变压器T1取得信号，通过开关K1a联接到放大倍数为1的两级倒相运算放大器，可得到正、反两个相反相位的标准信号，该信号通过两个开关，分两路输出一路是经过四位十进制可调电导箱转换在同相信号可调的标准电流对应为f值；另一路经过90°移项积分电路和比例放大器、电压跟随器、四位十进制可调电导箱后输出正交相位可调的标准电流对应为δ值。将上述两路电流叠加后输入到比较仪，与被测差值电流信号比较，进行差值测量。
2、电压互感器测量标准信号部分标准电压互感器T2的二次绕组一端接地，另一端接在由串联电阻R1、R2组成的电阻分压器上，经此采样后取得的信号通过开关将此信号输入到放大倍数为1的两级倒相运算放大器，再经过与电流互感器测量标准信号部分同用一电路，但差压信号通过电阻转成电流输入到比较仪，与标准信号比较，进行差值测量。
3、百分表指示部分包括有电流百分表和电压百分表二个性能。
a.电流百分表部分是电流经0.1Ω标准电阻R0采样后经11隔离变压器T1，输入到运算放大器及电阻分压器，再经过运放线性AC－DC转换器，由100μA表头指示。
b.电压百分表部分是电压互感器T2采样后，取得的信号输入到电阻分压器得到不同倍率信号，经过开关对上述信号进行选择，将选好信号输入到运算放大器，和运放线性AC－DC转换器，通过并联在转换器上百分表指示。
4、极性指示部分a.电压部分由与采样点K相联接的电阻R20串接在二极管D11、15V稳压管D8和发光二极管D9后接地所组成。当电压超过12V，D9导通发光；电压不超过10V不导通。
b.电流部分采用一个变流器T3的一次绕组串接在差流输入端D和仪表地之间，T3的二次绕组并接电阻R21取得电压，R21的一端接地，其另一端联接二极管D10后接在发光二极管D上，当电流大于0.6A(选用0.7～0.8A)时D9发光，设计时T3一次侧内阻抗极小，对测量不受影响。
5、本实用新型中的四位十进制可调电导箱是由四个结构相同的电导开关联接而组成，每个电导开关均包括二个滑盘，每个滑盘均有0～10位开关、5个电导和全旋轻压力开关2D11K所组成。
本实用新型的优点1、由于测量用的标准电流值通过运算放大器输入端采样，阻抗高，几乎不从标准电阻分流，而且运算放大器直接提供电流，满足各档直读要求。
2、正交标准电流通过积分电路移相，跟随器输出电压通过电导箱产生正交电流信号，不仅降低成本，同时消除在的目的，适应了广大业余摄影爱好者的消费水平。
对本实用新型
如下图1是本实用新型的结构示意图图2是构成控制部件的比较放大器电子原理图图3是电热控温管构造图图中(1)控制部件(2)电热及测温部件(3)电热体导线(4)温度传感器导线(5)硬质玻璃管体(6)温度传感器(7)电热体图1中的控制部件就是由图2所示的比较放大器构成，它是一个由运算放大器F007组成的恒温电路，采用电容降压，并由一个双向可控硅控制负载，这一部分元件可置于一个小型塑料合中，设有发光二极管指示工作状态。图3中的电热控温管内，温度传感器(6)与电热体(7)相互隔离绝缘安置，确保温度传感器接受的温度为被加热液体的实际温度(误差∠±0.5℃)。管内用填充物(如石膏粉、水泥或环氧树脂)塞实固定。温度传感器(6)和电热体(7)引出线分别按图导2中的
和“负载”两端。
实际应用时，将电热控温管置于盛有液体的显影盘内一侧(用夹具或胶纸稍加固定)然后将插头接220V电源就进入自动工作状态。随着照片显影操作，液体处于搅动状态促使热量的均匀扩散，从而确保显影效果。
与箱体1面板上检测装置相联的电路设置在箱体1内的电路板上，其结构是(1)电流互感器测量标准信号部分T1为11隔离变压器。标准互感器的二次电流由T1的T0端输入，被测互感器的二次电流由T1的TX端输入，TX端接地。R0为0.1Ω标准电阻接在T0和TX之间。二次电压信号T0′端经开关K1a选择通过电阻R3与运算放大器IC1负输入端相联，电阻R4并接在IC1的输出端和负输入端之间，TX′端与IC1的正输入端相接后接地，IC1的输出端分别接开关K3、K4的负号(－)端，同时串接在电阻R5和运算放大器IC2负输入端，电阻R6并接在IC2输出端和负输入端之间，IC2正输入端接地，IC2的输出端分别接K3、K4正号端，IC1和R2、R4；IC2和R5、R6是二个放大倍数为1的反相器。由K3选的信号串接在由开关K5、K6、K7、K8组成的四位十进制可调电导箱G1后输入到比较仪A端，为正或负同相分量的标准数值f。由K4选的信号经串联电阻R7接到运算放大器IC3的负输入端，电容C1并接在IC3的输出端和负输入端之间，IC3的正输入端接地。由电阻R8、R9、电容C2组成T型电路并接在C1两端，给运算放大器提供直流反馈回路，这样组成积分电路移项90°。IC3输出端串联电阻R10和运算放大器IC4负输入端相接，电阻R11、R12串接在IC4的负输入端和输出端，在R11、R12接点上有单刀开关K13，K13可选择11和12.91的放大信号，得到以“％”或“分”为单位的信号。IC4输出端串联电容C3接到运算放大器IC5、IC6、IC7的正输入端，并通过电阻R16后接地。电阻R13、R14、R15分别接在IC5、IC6、IC7的输出端与负输入端之间，IC5、IC6、IC7输出端并接后组成的电压跟随器。该电压跟随器串接在由开关K9、K10、K11、K12组成的四位十进制可调电导箱G2后输入到比较仪的A点，为正或负正交分量的标准数值。
同相分量的数值对应为互感器误差的比值差f单位为％表示。
正交分量的数值对应为互感器误差的相位差δ单位用“分”或“％”表示。
(2)电压互感器测量标准信号部分T2为100／1－2的电压互感器。电容C0并接在T2的一次绕组上，标准互感器的二次电压由T2的a和x端输入，T2的二次绕组一端接地，另一端接由串联电阻R1、R2组成的分压器。经T2变压和R1、R2分压可得到1000／1的电压信号，通过K1a输出，经R3与IC1接通，再经与电流互感器测量标准信号部分同用一电路。当差压信号输入后与标准信号比较进行差值测量。
(3)电流比较仪采用原有技术是在坡塻合金的铁蕊上绕有检零绕组W1，保护二极近D1、D2并接在W0上。在W0外为双层静电屏，在静电屏外绕有WA绕组。WA有100101三个端点，分别与倍率开关K14相联接，当测差电流信号得到乘1、乘10、乘100三个倍率；当测差电压时，K14可分别接三个不同阻值电阻R17、R18、R19后接到A点，得到乘1、乘10、乘100三个倍率。
(4)极性指示部分测量误差电压、电流信号由K、D点输入
a.电压部分与采样点K相接的电阻R20串接在二极管D11、稳压二极管D8和发光二极管D9后接地。
b.电流部分变流器T3的一次绕组一端接仪表地，另一端接D点，T3的二次绕组并接电阻R21取得电压，R21一端接地，其另一端联接二极管D10后接在发光二极管D9上。
当误差信号由K、D点输入经开关K14选择，与可调标准信号同时输入到比较仪，在W0端通过开关K15、K16接工频检流计，调节标准信号，使检流计归零位，进行测量。两个电导箱G1、G2读数乘以倍率即为所测出误差数值。
(5)百分表电路中包括有电流百分表和电压百分表二个性能，是以额定值为100％标称，最大值为120％。电路结构如下(一)电流百分表是0.1Ω标准电阻R0采样后，经T1隔离变压器，T1的二次绕阻TX′端接地，T0′端接到运算放大器IC8的正输入端，IC8的输出端和负输入端之间并接电阻R116，IC8负输入端接电阻R115后接地。IC8、R115、R116组成2倍的比例放大器，IC8输出端接由串联电阻R118、R119、R120组成的电阻分压器，分别接在K16的四个接点上，经K16选择可得到电流值为0.5A、1A、2A、5A，而输出额定值为0.1V的电压信号。K16的另一端串联电容C101和运算放大IC10的正输入端，IC10输出端串接保护电阻R124后接由二极管D3、D4、D5、D6组成的桥路一端，桥路另一端接IC10负输入端，并通过电容C102与电阻R122和电阻R123串联接点相接，R123的另一端接地，R122另一端接在IC10的正输入端，在二极管组成的桥路中间接入100μA电流表10和保护二极管D7。IC10、D3、D4、D5、D6电流表和C102、C103组成线性AC－DC转换器。保证线性指示输出，由百分表表示指示。
(二)电压百分表标准电压互感器二次电压经电压互感器T2一次绕组的a、x二端输入，电容C0并接在a、x二端之间，T2的二次绕组一端a′接地，另一端x′接由串联电阻R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108组成电阻分压器后接地。开关K2接上述分压器上各对应点，以得到乘0.1、乘1、乘1.1、乘1.2、乘1.5、乘2、乘2.2的电压百分表倍率，通过K2选择接运算放大器IC9的正输入端，电阻R111并接在IC9的输出端和负输入端之间，并联接电阻R110后接地，由R111、R110、IC9组成一个3倍的比例放大器，IC9输出端接以由串联电阻R112、R113、R114组成的分压器上，分别接入开关K16的对应点，得到以分别为额定电压值为100V、100／
V、100／3V，而输出额定值为0.1V的电压信号，通过K16的选择，联接C101输入到IC10的正输入端，再通过由IC10及其相接的二极管，电流表组成线性AC－DC转换器，与电流百分表同电路，其数值电百分表指示。如果K16输出后略去IC10等组成的AC－DC线性转换电路和百分表指示，而换上商业用的交流200mV挡的3 1/2 位数字表示表头则为数字百分表。
(6)本实用新型的电导箱G1和G2采用四位十进制可调结构，该电导箱是由四个结构相同的电导开关K5、K6、K7、K8或K9、K10、K11、K12联接组成。每个电导开关包括两个滑盘，每个滑盘均有0～10位开关，5个电导1g、1g、3g、4g、6g和全旋轻压力开关2D11K，电导1g一端接在G点上，其另一端接在第一层1、7位开关和第二层的5位开关；电导2g一端接在G点上，另一端接在第一层的2、8位开关上；电导3g一端接在G点上，另一端接在第一层的3、9位开关上；电导4g一端接在G点上，另一端接在第一层的4、10位开关上，电导6g一端接在G点上，另一端接在第二层的6、7、8、9、10位开关上，电导的比值1g2g3g4g6g为g的12346倍。两层滑盘均接在G′点上。开关2D11K可用商品2D12K代替，可有一空位，使用该轻压力开关可满足标准10
权利要求1.一种电子式互感器校验仪，主要包括在该校验仪箱体面板上的检测装置有百分表、检流计、接线端子、调节旋扭开关、极性指标、电源开关，在箱体内部电路极上有采样电阻、运算放大器、比较仪、及电阻、电容，其特征在于与箱体面板上检测装置相联接的电路结构是(1)电流互感器的测量标准信号部分是标准电流通过标准电阻R0采样后得到电压，经1∶1隔离变压器T1取得信号，通过开关K1a联接到放大倍数为1的两级倒相运算放大器，可得到正、负两个相反相位的标准信号，该信号通过两个开关分两路输出一路是经过四位十进制可调电导箱转换成同相信号可调的标准电流；另一路是经过90°移项积分电路和比例放大器、电压跟随器、四位十进制可调电导箱后输出正交相位可调的标准电流，上述两路电流叠加后输入到比较仪，与被测差值电流信号比较，进行差值测量；(2)电压互感器的测量标准信号部分；电压互感器T2的二次绕组一端接地，其另一端接在由串联电阻R1、R2组成的电压分压器上，经此采样后取得的信号经过开关将此信号输入到放大倍数为1的两级倒相运算放大器，再经过与电流互感器测量标准信号部分同用一电路，但差压信号通过电阻转换成电流，与标准信号比较，进行差值测量；(3)百分表指示部分包括有电流百分表和电压百分表二个性能，其中；a、电流百分表部分是电流经0.1Ω标准电阻R0采样，经过1∶1隔离变压器T1，输入到运算放大器及电阻分压器，再经过运算器放大器组成的线性AC-DC转换器，通过100μA表头指示；b、电压百分表部分是电压互感器T2采样后所取得的信号输入到电阻分压器上，得到不同倍数的信号，经过开关对上述信号进行选择，将选好的信号输入到运算放大器和运算放大器组成的线性AC-DC转换器，通过100μA表头指示；(4)极性指示部分a.电压部分该部分是与采样点K相接的电阻R20串接在二极管D11、稳压管D8和发光二极管D9后接地所组成；b.电流部分变流器T3的一次绕组一端接地，另一端接差值信号输入端的D点，T3的二次绕组并接电阻R21取得电压，R21一端接地，其另一端串联二极管D10后接在发光二极管D9上。
2.按照权利要求1中所述的校验仪，其特征在于四位十进制可调电导箱是由四个结构相同的电导开关联接组成，每个电导开关包括二个滑盘，每个滑盘均有0～10位开关、5个电导1g、2g、3g、4g、6g和全旋轻压开关2011K，电导的联接方式是这5个电导的一端均接在G点上，另一端分别为1g接在第一层的1、7位开关和第二层的5位开关上；2g接在第一层的3、9位开关上；4g接在第一层的4、10位开关上；6g接在第二层的6、7、8、9、10位开关上，电导的比值1g2g3g4g6g为g的12346倍，二层滑盘接在G′点上。
3.按照权利要求1或2所述的校验仪，其特征在于两级倒相运算放大器是由电阻R3、R4和运算放大器IC1组成的放大倍数为1的反相器，再联接一个由电阻R5、R6和运算放大器IC2组成的另一个反相器所组成，其中R3接在IC1的负输入端，IC1的正输入端接地，R4并接在IC1的输出端和负输入端之间；R5接在IC2的负输入端，IC2的正输入端接地，R6并接在IC2输出端和负输入端之间。
4.按照权利要求1或2所述的校验仪，其特征在于90°移项积分电路是由电阻R7串接在运算放大器IC3的负输入端，电容C1并接在IC3的输出端和负输入端之间，IC3的正输入端接地，电阻R8、R9、电容C2组成T型电路并接在C1两端所组成；比例放大器是由电阻R10串联在运算放大器IC4的负输入端，电阻R11、R12、串联后并接在IC4负输入端和输出端之间，R11、R12的接点接有单刀开关K13，K13可选择11和12.91的放大信号，得到以“％”或“分”为单位的信号。
5.按照权利要求1或2所述的校验仪，其特征在于电压跟随器是由三个并联的运算放大器IC5、IC6、IC7所组成，其中，电容C3串联在IC5、IC6、IC7的正输入端，并通过电阻R16后接地，电阻R13、R14、R15分别并接在IC5、IC6、IC7的输出端与负输入端之间，IC5、IC6、IC7输出端并接。
6.按照权利要求1或2所述的校验仪，其特征在于百分表指示部分为(1)电流百分表中运算放大器和电阻分压是由隔离变压器T1的二次绕组一端接地，另一端输入 运算放大器IC8的正输入端，IC8的输出端和负输入端之间并接电阻R116，IC8负输入端接R115后接地，IC8、R116、R115组成2倍的比例放大器，IC8输出端接由串联电阻R118、R119、R120、R121组成的电阻分压器，分别接在K16的四个接点上，经K16选择可得到额定电流值为0.5A、1A、2A、5A，而输出额定值为0.1V的电压信号，K1b另一端串联电容C101和运算放大器IC10的正输入端，IC10的输出端串接保护电阻R124后接由二极管D3、D4、D5、D6组成的桥路的一端，桥路另一端接IC10的负输入端，并通过电容C102与电阻R122和R123串联接点相接，R123的另一端接地，R122另一端接在IC10的正输入端，在桥路中间接入100μA表头和保护二极管D7、IC10、D3、D4、D5、D6、100μA表头和C102、C103、R123组成线性AC－DC转换器；(2)电压百分表是电压互感器T2一次绕组的二个端点a、x之间并联电容C0，二次绕组一端接地，另一端接由串联电阻R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、组成电阻分压器后接地，开关K2接分压器上各对应点以得到乘0，1、乘1、乘1.1、乘1.2、乘1.5、乘2、乘2.2的电压百分表倍率，通过K2选择接输入到运算放大器IC9的正输入端，电阻R111并接在IC9的输出端和负输入端之间，并联接电阻R110后接地，由R111、R110、IC9组成三倍的比例放大器，IC9输出端接以由串联电阻R112、R113、R114组成的分压器，分别接入开关K16的对应点，得到以分别为额定电压值为100V、100／
V、100／3V，而输出定值为0.1V的电压信号，通过K16的选择，联接C101输入到IC10正输入端，再通过由IC10及其相接的电阻、二极管、电流表，组成线性AC－DC转换器，与电流百分表同电路，由百分表指示。
专利摘要一种电子式互感器校验仪，其特征是从标准采样后，用运算放大器、积分移相加电导箱构成标准信号采样调节电路，与被测差值信号进行比较测量；再用电子元件组成百分表电路，其优点是误差以“分”为单位可以直读，适用于电流比较仪传递和用比较仪校0.05级以上的互感器，测误差范围为10
文档编号G01R35/02GK2132193SQ9222968
公开日1993年5月5日 申请日期1992年8月5日 优先权日1992年8月5日
发明者杨传旺 申请人:杨传旺