專利名稱：一種精密電阻的全自動測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種精密電阻的全自動測量裝置，屬于電力行業(yè)的測試儀器，特 別多應用于對變壓器線圈電阻、斷路器電阻、互感器線圈電阻等進行自動測量的儀器。
技術背景當前，對精密電阻的測試，市場中的儀器還常常需要人工選定量程，自動化程度不 夠高，在現(xiàn)場應用的過程中對于環(huán)境條件、氣候條件比較惡劣的情況下，測量精度也不夠 高，現(xiàn)有技術中還沒有解決此種問題的較好的辦法和相關的設備。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的正是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的不足而提提供一種精密電 阻的全自動測量裝置。本實用新型的技術問題是通過以下方案予以解決的。一種精密電阻的全自動測量裝置，由一組電壓采樣電路模塊、放大電路模塊、AD轉(zhuǎn) 換電路模塊、中央控制芯片、鍵盤、數(shù)碼管或LED依序連接構(gòu)成；另一組由電流采樣電路模 塊、放大電路模塊、AD轉(zhuǎn)換電路模塊、中央控制芯片、鍵盤、數(shù)碼管或LED依序連接構(gòu)成；其 中，中央控制芯片、鍵盤、數(shù)碼管或LED由電壓采樣電路模塊與電流采樣電路模塊共用。本實用新型采用了四線制電阻測量方法，+12V電壓輸入到電流采樣電路中，電壓 采樣電路進行采樣，然后經(jīng)過放大電路和AD轉(zhuǎn)換電路，送至到中央處理芯片，通過在鍵盤 上簡單的操作就可把結(jié)果發(fā)送至數(shù)碼管或LED中。本實用新型電壓采樣電路包括運算放大器U2、U5、U6，繼電器S4、S5、S6，電阻 R3-R7、R17-R25，電容C4、C5、C6，壓敏電阻D2構(gòu)成；連接結(jié)構(gòu)為電阻R3、R4、R5串聯(lián)在一 起，電阻R17、R18、R19串聯(lián)在一起，可通過設置它們的阻值達到不同的采樣比，比如可設定 R3 = (R3+R4+R5) 9, R4 = (R3+R4+R5) 09, R5 = (R3+R4+R5) *0· 01，這樣通過切換量 程就可將量程擴大10倍；C6、R22并聯(lián)在一起，一端接U2的輸入“_”端，一端接U2的輸出 端；C5、R21并聯(lián)在一起，一端接U5的輸入“_”端，一端接U5的輸出端；R24 —端接U6的輸 入“-”端，一端接TO的輸出端。本實用新型電流采樣電路包括運算放大器Ul、U3、U4，繼電器S1、S2、S3，電阻Rl、 R2、R7-R15、R26，電容Cl、C2、C3，壓敏電阻Dl構(gòu)成；連接結(jié)構(gòu)為電阻R8、R9并聯(lián)在一起， 可通過設置R8、R9、R10電阻大小來控制總阻抗，例如設R8 = R9 = R10,即可達到使通過Sl 的電流是通過S2電流的一倍；C3、R13并聯(lián)在一起，一端接Ul的輸入“_”端，一端接Ul的 輸出端。C2、R12并聯(lián)在一起，一端接U3的輸入“_”端，一端接U3的輸出端；R15—端接U4 的輸入“ _”端，一端接U4的輸出端。在電壓采樣電路或電流采樣電路中，中央處理芯片通過簡單地對繼電器m-U6進 行控制，實現(xiàn)電路中不同的放大倍數(shù)，達到對不同阻值進行自動測量。在電壓采樣電路或電 流采樣電路中均利用精密電阻進行電壓、電流采樣。在電壓采樣電路或電流采樣電路中放大電路均由經(jīng)典的三個或多個集成運算放大器構(gòu)成。在接入精密待測電阻時，同時接入壓 敏電阻和電容進行保護。從本實用新型結(jié)果和性能上看，本實用新型的優(yōu)點在于1、儀器硬件電路簡單、并 能完成精密電阻的準確測量；2、操作簡單，顯示方便，可通過簡單的操作，完成測量過程； 3、整個裝置體積小、重量輕、可靠性高、故障率低；4、自動化程度高，無需人工維護，大大提 高試驗的工作效率。

圖1為本實用新型測量裝置的模塊連接結(jié)構(gòu)圖；圖2為電壓采樣電路圖；圖3為電流采樣電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的闡述。一種精密電阻的全自動測量裝置，如圖1，它由一組電壓采樣電路模塊、放大電路 模塊、AD轉(zhuǎn)換電路模塊、中央控制芯片、鍵盤、數(shù)碼管或LED依序連接構(gòu)成；另一組由電流采 樣電路模塊、放大電路模塊、AD轉(zhuǎn)換電路模塊、中央控制芯片、鍵盤、數(shù)碼管或LED依序連接 構(gòu)成；其中，中央控制芯片、鍵盤、數(shù)碼管或LED由電壓采樣電路模塊與電流采樣電路模塊共用。本實用新型采用四線制電阻測量方法，+12V電壓輸入到電流采樣電路中，電壓采 樣電路進行采樣，然后經(jīng)過放大電路和AD轉(zhuǎn)換電路，送至到中央控制芯片，通過在鍵盤上 簡單的操作將結(jié)果發(fā)送至數(shù)碼管或LED中。本實用新型電壓采樣電路由運算放大器U2、U5、TO，繼電器S4、S5、S6，電阻R3-R7、 R17-R25，電容C4、C5、C6，壓敏電阻D2構(gòu)成；其連接結(jié)構(gòu)為電阻R3、R4、R5串聯(lián)在一起，電 阻R17、R18、R19串聯(lián)在一起，可通過設置它們的阻值達到不同的采樣比，C6、R22并聯(lián)在一 起，一端接U2的輸入“-”端，一端接U2的輸出端；C5、R21并聯(lián)在一起，一端接U5的輸入 “_”端，一端接U5的輸出端；R24 —端接U6的輸入“_”端，一端接U6的輸出端。本實用新型電流采樣電路由運算放大器U1、U3、U4，繼電器S1、S2、S3，電阻R1、R2、 R7-R15、R26，電容Cl、C2、C3，壓敏電阻Dl構(gòu)成；電阻R8、R9并聯(lián)在一起，通過設置R8、R9、 RlO電阻大小來控制總阻抗；C3、R13并聯(lián)在一起，一端接Ul的輸入“_”端，一端接Ul的輸 出端；C2、R12并聯(lián)在一起，一端接U3的輸入“_”端，一端接U3的輸出端；R15—端接U4的 輸入“-”端，一端接U4的輸出端。如圖2所示，圖2主要負責對電流進行采樣，待測精密電阻為R7，電源通過+12V通 過R7、R8、R9流入電源負極。假定通過集成運算放大器U1、U3+接線端的電流為I1、I3，U4 輸出接線端的電流為14，其中U1、U2、U3均采用負反饋，在Rl = R14，R2 = R15，R12 = R13 的情況下，14= (11-13) *(1+2*R12/R11)*(R15/R1)中央處理芯片根據(jù)14的值，恰當調(diào)節(jié)繼電器(比如Sl打到空擋，S2接入)，使測 試電路中連接不同的電阻，從而測定通過精密電阻的電流。[0022]如附圖3所示，圖3主要負責對通過精密電阻R7兩端的電壓進行采樣，整個電路 通過R3-R5、R7、R17-R19，根據(jù)繼電器目前的連接位置，假定通過集成運算放大器U2、U5+接 線端的電流為U2、U5，U6輸出接線端的電流為TO，其中U2、U5、TO均采用負反饋，在R6 = R23, R24 = R25, R21 = R22 的情況下，U6 = (U2-U5)*(1+2*R22/R20)*(R24/R6)假定R3 = R17 = 27K, R4 = R18 = 2. 7K, R5 = R19 = 0. 3K, S4, S5 不換擋的情況 下，U2上+接線端的電壓等于精密電阻R7上電壓的1%，如果S4，S5換擋的情況，U2上+ 接線端的電壓等于精密電阻R7上電壓的10%，這樣相當于將儀器精度挺高十倍，如果可能 的情況下還可以設置更多的繼電器、電阻，達到更多檔位測量精密電阻兩端的電壓，這樣就 本發(fā)明中央處理芯片根據(jù)U6的值方便自動地調(diào)節(jié)，恰當調(diào)節(jié)繼電器(比如S4、S5同時換 擋)，使測試電路中連接不同的電阻，從而測定通過精密電阻的電壓。
權利要求一種精密電阻的全自動測量裝置，其特征在于，它由一組電壓采樣電路模塊、放大電路模塊、AD轉(zhuǎn)換電路模塊、中央控制芯片、鍵盤、數(shù)碼管或LED依序連接構(gòu)成；另一組由電流采樣電路模塊、放大電路模塊、AD轉(zhuǎn)換電路模塊、中央控制芯片、鍵盤、數(shù)碼管或LED依序連接構(gòu)成；其中，中央控制芯片、鍵盤、數(shù)碼管或LED由電壓采樣電路模塊與電流采樣電路模塊共用。
2.如權利要求1所述的一種精密電阻的全自動測量裝置，其特征在于采用四線制電 阻測量方法，+12V電壓輸入到電流采樣電路中，電壓采樣電路進行采樣，然后經(jīng)過放大電 路和AD轉(zhuǎn)換電路，送至到中央控制芯片，通過在鍵盤上簡單的操作將結(jié)果發(fā)送至數(shù)碼管或 LED 中。
3.如權利要求1所述的一種精密電阻的全自動測量裝置，其特征在于電壓采樣電路 由運算放大器U2、U5、U6，繼電器S4、S5、S6，電阻R3-R7、R17-R25，電容C4、C5、C6，壓敏電 阻D2構(gòu)成；其連接結(jié)構(gòu)為電阻R3、R4、R5串聯(lián)在一起，電阻R17、R18、R19串聯(lián)在一起，可 通過設置它們的阻值達到不同的采樣比，C6、R22并聯(lián)在一起，一端接U2的輸入“-”端，一 端接U2的輸出端；C5、R21并聯(lián)在一起，一端接U5的輸入“_”端，一端接U5的輸出端；R24 一端接U6的輸入“_”端，一端接U6的輸出端。
4.如權利要求1所述的一種精密電阻的全自動測量裝置，其特征在于電流采樣電路 由運算放大器U1、U3、U4，繼電器S1、S2、S3，電阻Rl、R2、R7-R15、R26，電容Cl、C2、C3，壓敏 電阻Dl構(gòu)成；電阻R8、R9并聯(lián)在一起，通過設置R8、R9、RlO電阻大小來控制總阻抗；C3、 R13并聯(lián)在一起，一端接Ul的輸入“_”端，一端接Ul的輸出端；C2、R12并聯(lián)在一起，一端接 U3的輸入“_”端，一端接U3的輸出端；R15—端接U4的輸入“_”端，一端接U4的輸出端。
專利摘要一種精密電阻的全自動測量裝置，它由電壓采樣電路模塊，電流采樣電路模塊放大電路模塊，AD轉(zhuǎn)換電路模塊，中央控制芯片，鍵盤，數(shù)碼管或LED連接構(gòu)成；本實用新型具有精度高、偏差小、能將測試結(jié)果實時顯示傳輸給用戶、操作簡單、方便快捷，能確保精密電阻測試能安全、有效地自動測試的顯著優(yōu)點。
文檔編號G01R19/25GK201716375SQ201020187090
公開日2011年1月19日 申請日期2010年5月12日 優(yōu)先權日2010年5月12日
發(fā)明者丁心志, 張忠才, 曹敏, 梁仕斌, 趙涓 申請人:云南電力試驗研究院(集團)有限公司