本發(fā)明屬于電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè)電路及方法。
背景技術(shù):
安全火花試驗(yàn)裝置是研究電路本質(zhì)安全性能的基本設(shè)備,根據(jù)在該裝置上得到的試驗(yàn)結(jié)果繪制的各種點(diǎn)燃曲線是設(shè)計(jì)本質(zhì)安全電路的依據(jù)。利用安全火花試驗(yàn)裝置測(cè)試電感電路,其放電時(shí)間就是引爆時(shí)電路電流從斷開前的穩(wěn)態(tài)值衰減到零的持續(xù)時(shí)間,它決定于裝置電極的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、切換速度以及電路過(guò)度過(guò)程的特征和試驗(yàn)氣體的濃度、溫度、壓力等。如果能夠建立放電時(shí)間與電極間隙電壓、電流變化規(guī)律的精確數(shù)學(xué)模型,建立其伏安特性方程,放電時(shí)間也就迎刃而解。但目前由于實(shí)際放電過(guò)程的復(fù)雜性,放電引燃的機(jī)理尚不十分清楚,無(wú)法建立完整的理論來(lái)定量描述放電引燃過(guò)程,且電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間是一個(gè)與電路參數(shù)相關(guān)的隱函數(shù),因而能夠準(zhǔn)確測(cè)量電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間成為問(wèn)題的關(guān)鍵。
目前對(duì)放電時(shí)間的研究方法有:①利用數(shù)學(xué)模型的方法,通過(guò)建立電感分?jǐn)嚯娀》烹姷臄?shù)學(xué)模型,依據(jù)電感分?jǐn)嗥陂g電流衰減為零的特點(diǎn),計(jì)算出電感分?jǐn)嚯娀》烹姷臅r(shí)間;②采用計(jì)算機(jī)直接測(cè)量的方法,其主要工作原理是利用計(jì)數(shù)器對(duì)放電脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù),進(jìn)而確定電感電路斷開時(shí)的放電持續(xù)時(shí)間。采用方式①的方法,優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單,便于計(jì)算。但由于電感電路斷開后,實(shí)際的電流電壓變化規(guī)律是非線性的,因此它存在一定的誤差。采用方式②的方法,其工作原理簡(jiǎn)單、應(yīng)用方便,但是由于很多因素可能造成兩個(gè)斷路火花之間的時(shí)間間隔有誤差從而引起計(jì)數(shù)的偏差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足,提供一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、實(shí)現(xiàn)方便且成本低、工作穩(wěn)定可靠、能夠快速有效的檢測(cè)電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間、適用范圍廣、實(shí)用性強(qiáng)、具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值的電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè)電路。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè)電路,其特征在于:包括依次連接的電壓信號(hào)處理電路、分相延緩電路、比較輸出電路、電弧時(shí)間測(cè)試及顯示驅(qū)動(dòng)電路和電弧時(shí)間顯示電路;
所述電壓信號(hào)處理電路包括儀用放大器U1、電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4,所述電阻R1的一端為電壓信號(hào)處理電路的取樣點(diǎn)正極電壓輸入端VIN+,所述電阻R3的一端為電壓信號(hào)處理電路的取樣點(diǎn)負(fù)極電壓輸入端VIN-,取樣點(diǎn)正極電壓通過(guò)串聯(lián)的電阻R1和電阻R2構(gòu)成的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)連接到地,所述電阻R1和電阻R2的連接端與儀用放大器U1的同相輸入端連接,取樣點(diǎn)負(fù)極電壓通過(guò)串聯(lián)的電阻R3和電阻R4構(gòu)成的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)連接到地,所述電阻R3和電阻R4的連接端與儀用放大器U1的反相輸入端連接;
所述分相延緩電路包括電容C1,由電阻R5和電阻R7組成的第一比例電阻網(wǎng)絡(luò),以及由電阻R6和電阻R8組成的第二比例電阻網(wǎng)絡(luò);所述電阻R5的阻值、電阻R6的阻值、電阻R7的阻值和電阻R8的阻值滿足關(guān)系式所述電阻R5的一端與儀用放大器U1的輸出端連接,所述電阻R5的另一端通過(guò)電阻R7接地,所述電阻R6的一端與儀用放大器U1的輸出端連接,所述電阻R6的另一端通過(guò)電阻R8接地,所述電容C1的一端與電阻R6和電阻R8的連接端連接,所述電容C1的另一端接地;
所述比較輸出電路包括比較器U2、D觸發(fā)器U3、電阻R10、電阻R11和電阻R12,所述比較器U2的同相輸入端與電阻R5和電阻R7的連接端連接,所述比較器U2的反相輸入端與電阻R6和電阻R8的連接端連接,所述比較器U2的輸出端通過(guò)電阻R10與外部供電電源的輸出端VCC連接,所述D觸發(fā)器U3的信號(hào)輸入端D與信號(hào)輸出端連接,所述D觸發(fā)器U3的時(shí)鐘信號(hào)輸入端CP與比較器U2輸出端連接,所述D觸發(fā)器U3的信號(hào)輸出端Q經(jīng)過(guò)串聯(lián)的電阻R11和電阻R12接地,所述電阻R11和電阻R12的連接端為所述比較輸出電路的輸出端OUT。
上述的電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè)電路,其特征在于:所述電弧時(shí)間測(cè)試及顯示驅(qū)動(dòng)電路為單片機(jī),所述電弧時(shí)間顯示電路為液晶顯示屏。
上述的電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè)電路,其特征在于:所述單片機(jī)的型號(hào)為STC89C51,所述液晶顯示屏的型號(hào)為L(zhǎng)CD1602,所述單片機(jī)上接有時(shí)鐘電路,所述時(shí)鐘電路由電容C2、電容C3和晶振Y1組成,所述晶振Y1的一端與所述單片機(jī)的第18引腳連接且公共電容C2接地,所述晶振Y1的另一端與所述單片機(jī)的第19引腳連接且公共電容C3接地;所述單片機(jī)的第29引腳和第40引腳均與外部供電電源的輸出端VCC1連接,所述單片機(jī)的第20引腳接地,所述單片機(jī)的第13引腳與所述比較輸出電路的輸出端OUT連接,所述液晶顯示屏的第6引腳、第5引腳和第4引腳依次與所述單片機(jī)的第32引腳、第33引腳和第34引腳連接,所述液晶顯示屏的第1引腳和第16引腳均接地,所述液晶顯示屏的第2引腳和第15引腳均與外部供電電源的輸出端VCC1連接,所述液晶顯示屏的第3引腳通過(guò)電阻R13接地。
上述的電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè)電路,其特征在于:所述儀用放大器U1的型號(hào)為AD623。
上述的電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè)電路,其特征在于:所述比較器U2的型號(hào)為L(zhǎng)M2903。
上述的電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè)電路,其特征在于:所述D觸發(fā)器U3的型號(hào)為74HC75。
本發(fā)明還提供了一種方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理,實(shí)現(xiàn)方便、能夠快速有效的檢測(cè)電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間的電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè)方法,其特征在于,該方法包括以下步驟:
步驟一、檢測(cè)電路連接:將需要檢測(cè)分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間的電感電路的取樣點(diǎn)正極與電壓信號(hào)處理電路的取樣點(diǎn)正極電壓輸入端VIN+連接,將需要檢測(cè)分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間的電感電路的取樣點(diǎn)負(fù)極與電壓信號(hào)處理電路的取樣點(diǎn)負(fù)極電壓輸入端VIN-連接;并將安全火花試驗(yàn)裝置G接在需要檢測(cè)分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間的電感電路的取樣點(diǎn)正極與負(fù)極之間;
步驟二、電壓信號(hào)處理:電感電路1工作過(guò)程中,電壓信號(hào)處理電路2對(duì)電感電路1的取樣點(diǎn)正極與負(fù)極電壓的雙端輸入差分信號(hào)進(jìn)行放大處理后,轉(zhuǎn)換成單端電壓信號(hào)輸出給分相延緩電路3;
步驟三、電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè),具體過(guò)程為:
當(dāng)安全火花試驗(yàn)裝置G的兩個(gè)電極處于閉合狀態(tài)時(shí),電感電路正常工作,此時(shí),電感電路中的電感充電儲(chǔ)能,直到電感電流到達(dá)最大值時(shí),電感電路的取樣點(diǎn)正極與取樣點(diǎn)負(fù)極之間的電壓為零,電壓信號(hào)處理電路中儀用放大器U1的輸出電壓也為零;電壓信號(hào)處理電路2輸出的電壓分為兩路,一路經(jīng)過(guò)所述分相延緩電路3中的第一比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路4中比較器U2的同相輸入端,另一路經(jīng)過(guò)所述分相延緩電路3中的第二比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路4中比較器U2的反相輸入端,由于電阻R5的阻值、電阻R6的阻值、電阻R7的阻值和電阻R8的阻值滿足關(guān)系式因此比較器U2的同相輸入端的電壓小于其反相輸入端的電壓,比較器U2輸出低電平,使得D觸發(fā)器U3處于鎖存狀態(tài),D觸發(fā)器U3沒(méi)有檢測(cè)到變化的電壓信號(hào),輸出低電平;
當(dāng)利用安全火花試驗(yàn)裝置G進(jìn)行開閉爆炸性試驗(yàn)時(shí),安全火花試驗(yàn)裝置G的兩個(gè)電極由閉合開始分離,由于電感電路1的回路電流不能突變,致使分?jǐn)帱c(diǎn)發(fā)生電壓突變,電感電路1開始產(chǎn)生電弧放電;電壓信號(hào)處理電路2輸出的電壓分為兩路,一路經(jīng)過(guò)所述分相延緩電路3中的第一比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路4中比較器U2的同相輸入端,另一路經(jīng)過(guò)所述分相延緩電路3中的第二比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路4中比較器U2的反相輸入端,雖然電阻R5的阻值、電阻R6的阻值、電阻R7的阻值和電阻R8的阻值滿足關(guān)系式但由于電容C1延緩了所述第二比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出的電壓的變化,使得比較器U2的同相輸入端的電壓大于其反相輸入端的電壓,比較器U2輸出高電平,由于D觸發(fā)器U3為上升沿觸發(fā),因此,D觸發(fā)器U3輸出高電平;D觸發(fā)器U3輸出的高電平經(jīng)過(guò)電阻R11和電阻R12分壓后輸出給電弧時(shí)間測(cè)試及顯示驅(qū)動(dòng)電路,當(dāng)電弧時(shí)間測(cè)試及顯示驅(qū)動(dòng)電路檢測(cè)到高電平到來(lái)時(shí),開始計(jì)時(shí);
隨著時(shí)間的推進(jìn),安全火花試驗(yàn)裝置G的兩個(gè)電極分離的程度逐漸增大,電弧電流近似線性衰減,此時(shí)分?jǐn)嗵幍碾娀‰妷壕徛仙妷盒盘?hào)處理電路2輸出的電壓分為兩路,一路經(jīng)過(guò)所述分相延緩電路3中的第一比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路4中比較器U2的同相輸入端,另一路經(jīng)過(guò)所述分相延緩電路3中的第二比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路4中比較器U2的反相輸入端,由于電阻R5的阻值、電阻R6的阻值、電阻R7的阻值和電阻R8的阻值滿足關(guān)系式因此比較器U2的同相輸入端的電壓小于其反相輸入端的電壓,比較器U2輸出維持低電平,D觸發(fā)器U3輸出保持高電平;
隨著安全火花試驗(yàn)裝置G的兩個(gè)電極距離進(jìn)一步加大,電弧電流突然下降為零,此時(shí),安全火花試驗(yàn)裝置G的兩個(gè)電極徹底分離,電感電路1再次產(chǎn)生了一個(gè)突變的電壓信號(hào),電壓信號(hào)處理電路2輸出的電壓分為兩路,一路經(jīng)過(guò)所述分相延緩電路3中的第一比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路4中比較器U2的同相輸入端,另一路經(jīng)過(guò)所述分相延緩電路3中的第二比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路4中比較器U2的反相輸入端,雖然電阻R5的阻值、電阻R6的阻值、電阻R7的阻值和電阻R8的阻值滿足關(guān)系式但由于電容C1延緩了所述第二比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出的電壓的變化,使得比較器U2再次輸出高電平,D觸發(fā)器U3檢測(cè)到這一從低到高變化的電壓信號(hào),輸出狀態(tài)邏輯翻轉(zhuǎn)為低電平,需要檢測(cè)分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間的電感電路電弧放電結(jié)束;D觸發(fā)器U3輸出邏輯狀態(tài)翻轉(zhuǎn)時(shí),產(chǎn)生一個(gè)下降沿輸出給電弧時(shí)間測(cè)試及顯示驅(qū)動(dòng)電路,電弧時(shí)間測(cè)試及顯示驅(qū)動(dòng)電路停止計(jì)時(shí),電弧時(shí)間測(cè)試及顯示驅(qū)動(dòng)電路將計(jì)時(shí)得到的時(shí)間記為電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間,并輸出給電弧時(shí)間顯示電路進(jìn)行顯示。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè)電路的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)合理,實(shí)現(xiàn)方便且成本低,工作穩(wěn)定可靠。
2、本發(fā)明的電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè)電路,彌補(bǔ)了數(shù)學(xué)模型法和計(jì)算機(jī)直接測(cè)量法測(cè)量電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間的不足,能夠在電弧時(shí)間顯示電路中直接顯示出測(cè)量結(jié)果,給科研人員提供了方便。
3、本發(fā)明的電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè)電路是根據(jù)電感電路分?jǐn)嚯娀》烹婋妷翰ㄐ蔚淖兓攸c(diǎn)設(shè)計(jì)的檢測(cè)電路,選用的儀用放大器、比較器響應(yīng)速度快,測(cè)量到的電弧放電時(shí)間誤差小,精度高。
4、本發(fā)明的電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè)電路,不僅可以適用于實(shí)際的火花試驗(yàn)當(dāng)中,還可以適用于各種電感性電路分?jǐn)嚯娀》烹姺抡嬖囼?yàn)中,借助于仿真軟件就可以快速的提取電感分?jǐn)嚯娀》烹姴ㄐ?,適用范圍廣。
5、本發(fā)明的電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè)方法的方法步驟簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)合理,實(shí)現(xiàn)方便,能夠快速有效的檢測(cè)電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間,將其應(yīng)用到電感電路本質(zhì)安全檢測(cè)中可以建立相應(yīng)的電弧放電模型,提取電感分?jǐn)嚯娀》烹姴ㄐ?,進(jìn)行本質(zhì)安全的判定。
6、本發(fā)明的實(shí)用性強(qiáng),具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
綜上所述,本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)合理,實(shí)現(xiàn)方便且成本低,工作穩(wěn)定可靠,能夠快速有效的檢測(cè)電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間,適用范圍廣,實(shí)用性強(qiáng),具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè)電路的電路原理框圖。
圖2為本發(fā)明電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè)方法的方法流程框圖。
圖3為本發(fā)明電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè)電路的電路原理圖。
圖4為本發(fā)明電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè)電路及方法的應(yīng)用實(shí)例圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明:
1—電感電路; 2—電壓信號(hào)處理電路; 3—分相延緩電路;
4—比較輸出電路; 5—電弧時(shí)間測(cè)試及顯示驅(qū)動(dòng)電路;
6—電弧時(shí)間顯示電路。
具體實(shí)施方式
如圖1所示,本發(fā)明的電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè)電路,包括依次連接的電壓信號(hào)處理電路2、分相延緩電路3、比較輸出電路4、電弧時(shí)間測(cè)試及顯示驅(qū)動(dòng)電路5和電弧時(shí)間顯示電路6;
如圖3所示,所述電壓信號(hào)處理電路2包括儀用放大器U1、電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4,所述電阻R1的一端為電壓信號(hào)處理電路2的取樣點(diǎn)正極電壓輸入端VIN+,所述電阻R3的一端為電壓信號(hào)處理電路2的取樣點(diǎn)負(fù)極電壓輸入端VIN-,取樣點(diǎn)正極電壓通過(guò)串聯(lián)的電阻R1和電阻R2構(gòu)成的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)連接到地,所述電阻R1和電阻R2的連接端與儀用放大器U1的同相輸入端連接,取樣點(diǎn)負(fù)極電壓通過(guò)串聯(lián)的電阻R3和電阻R4構(gòu)成的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)連接到地,所述電阻R3和電阻R4的連接端與儀用放大器U1的反相輸入端連接;
如圖3所示,所述分相延緩電路3包括電容C1,由電阻R5和電阻R7組成的第一比例電阻網(wǎng)絡(luò),以及由電阻R6和電阻R8組成的第二比例電阻網(wǎng)絡(luò);所述電阻R5的阻值、電阻R6的阻值、電阻R7的阻值和電阻R8的阻值滿足關(guān)系式所述電阻R5的一端與儀用放大器U1的輸出端連接,所述電阻R5的另一端通過(guò)電阻R7接地,所述電阻R6的一端與儀用放大器U1的輸出端連接,所述電阻R6的另一端通過(guò)電阻R8接地,所述電容C1的一端與電阻R6和電阻R8的連接端連接,所述電容C1的另一端接地;
如圖3所示,所述比較輸出電路4包括比較器U2、D觸發(fā)器U3、電阻R10、電阻R11和電阻R12,所述比較器U2的同相輸入端與電阻R5和電阻R7的連接端連接,所述比較器U2的反相輸入端與電阻R6和電阻R8的連接端連接,所述比較器U2的輸出端通過(guò)電阻R10與外部供電電源的輸出端VCC連接,所述D觸發(fā)器U3的信號(hào)輸入端D與信號(hào)輸出端連接,所述D觸發(fā)器U3的時(shí)鐘信號(hào)輸入端CP與比較器U2輸出端連接,所述D觸發(fā)器U3的信號(hào)輸出端Q經(jīng)過(guò)串聯(lián)的電阻R11和電阻R12接地,所述電阻R11和電阻R12的連接端為所述比較輸出電路4的輸出端OUT。
具體實(shí)施時(shí),所述儀用放大器U1的電源端與外部供電電源的輸出端VCC連接,所述儀用放大器U1的接地端接地;所述比較器U2的電源端與外部供電電源的輸出端VCC連接,所述比較器U2的接地端接地。所述外部供電電源的輸出端VCC輸出的電壓為5V。
本實(shí)施例中,所述電弧時(shí)間測(cè)試及顯示驅(qū)動(dòng)電路5為單片機(jī),所述電弧時(shí)間顯示電路7為液晶顯示屏。
本實(shí)施例中,如圖3所示,所述單片機(jī)的型號(hào)為STC89C51,所述液晶顯示屏的型號(hào)為L(zhǎng)CD1602,所述單片機(jī)上接有時(shí)鐘電路,所述時(shí)鐘電路由電容C2、電容C3和晶振Y1組成,所述晶振Y1的一端與所述單片機(jī)的第18引腳連接且公共電容C2接地,所述晶振Y1的另一端與所述單片機(jī)的第19引腳連接且公共電容C3接地;所述單片機(jī)的第29引腳和第40引腳均與外部供電電源的輸出端VCC1連接,所述單片機(jī)的第20引腳接地,所述單片機(jī)的第13引腳與所述比較輸出電路4的輸出端OUT連接,所述液晶顯示屏的第6引腳、第5引腳和第4引腳依次與所述單片機(jī)的第32引腳、第33引腳和第34引腳連接,所述液晶顯示屏的第1引腳和第16引腳均接地,所述液晶顯示屏的第2引腳和第15引腳均與外部供電電源的輸出端VCC1連接,所述液晶顯示屏的第3引腳通過(guò)電阻R13接地。
具體實(shí)施時(shí),所述外部供電電源的輸出端VCC1輸出的電壓為5V。
本實(shí)施例中,所述儀用放大器U1的型號(hào)為AD623。型號(hào)為AD623的儀用放大器U1的引腳2為反相輸入端,引腳3為同相輸入端,引腳4為接地端,引腳7為電源端,引腳6為輸出端。
本實(shí)施例中,所述比較器U2的型號(hào)為L(zhǎng)M2903。
本實(shí)施例中,所述D觸發(fā)器U3的型號(hào)為74HC75。
如圖2所示,本發(fā)明的電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間進(jìn)行檢測(cè)方法,包括以下步驟:
步驟一、檢測(cè)電路連接:將需要檢測(cè)分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間的電感電路1的取樣點(diǎn)正極與電壓信號(hào)處理電路2的取樣點(diǎn)正極電壓輸入端VIN+連接,將需要檢測(cè)分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間的電感電路1的取樣點(diǎn)負(fù)極與電壓信號(hào)處理電路2的取樣點(diǎn)負(fù)極電壓輸入端VIN-連接;并將安全火花試驗(yàn)裝置G接在需要檢測(cè)分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間的電感電路1的取樣點(diǎn)正極與負(fù)極之間;
步驟二、電壓信號(hào)處理:電感電路1工作過(guò)程中,電壓信號(hào)處理電路2對(duì)電感電路1的取樣點(diǎn)正極與負(fù)極電壓的雙端輸入差分信號(hào)進(jìn)行放大處理后,轉(zhuǎn)換成單端電壓信號(hào)輸出給分相延緩電路3;
步驟三、電感電路分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間檢測(cè),具體過(guò)程為:
當(dāng)安全火花試驗(yàn)裝置G的兩個(gè)電極處于閉合狀態(tài)時(shí),電感電路1正常工作,此時(shí),電感電路1中的電感充電儲(chǔ)能,直到電感電流到達(dá)最大值時(shí),電感電路1的取樣點(diǎn)正極與取樣點(diǎn)負(fù)極之間的電壓為零,電壓信號(hào)處理電路2中儀用放大器U1的輸出電壓也為零;電壓信號(hào)處理電路2輸出的電壓分為兩路,一路經(jīng)過(guò)所述分相延緩電路3中的第一比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路4中比較器U2的同相輸入端,另一路經(jīng)過(guò)所述分相延緩電路3中的第二比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路4中比較器U2的反相輸入端,由于電阻R5的阻值、電阻R6的阻值、電阻R7的阻值和電阻R8的阻值滿足關(guān)系式因此比較器U2的同相輸入端的電壓小于其反相輸入端的電壓,比較器U2輸出低電平,使得D觸發(fā)器U3處于鎖存狀態(tài),D觸發(fā)器U3沒(méi)有檢測(cè)到變化的電壓信號(hào),輸出低電平;
當(dāng)利用安全火花試驗(yàn)裝置G進(jìn)行開閉爆炸性試驗(yàn)時(shí),安全火花試驗(yàn)裝置G的兩個(gè)電極由閉合開始分離,由于電感電路1的回路電流不能突變,致使分?jǐn)帱c(diǎn)發(fā)生電壓突變,電感電路1開始產(chǎn)生電弧放電;電壓信號(hào)處理電路2輸出的電壓分為兩路,一路經(jīng)過(guò)所述分相延緩電路3中的第一比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路4中比較器U2的同相輸入端,另一路經(jīng)過(guò)所述分相延緩電路3中的第二比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路4中比較器U2的反相輸入端,雖然電阻R5的阻值、電阻R6的阻值、電阻R7的阻值和電阻R8的阻值滿足關(guān)系式但由于電容C1延緩了所述第二比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出的電壓的變化,使得比較器U2的同相輸入端的電壓大于其反相輸入端的電壓,比較器U2輸出高電平,由于D觸發(fā)器U3為上升沿觸發(fā),因此,D觸發(fā)器U3輸出高電平;D觸發(fā)器U3輸出的高電平經(jīng)過(guò)電阻R11和電阻R12分壓后輸出給電弧時(shí)間測(cè)試及顯示驅(qū)動(dòng)電路5,當(dāng)電弧時(shí)間測(cè)試及顯示驅(qū)動(dòng)電路5檢測(cè)到高電平到來(lái)時(shí),開始計(jì)時(shí);
隨著時(shí)間的推進(jìn),安全火花試驗(yàn)裝置G的兩個(gè)電極分離的程度逐漸增大,電弧電流近似線性衰減,此時(shí)分?jǐn)嗵幍碾娀‰妷壕徛仙?,電壓信?hào)處理電路2輸出的電壓分為兩路,一路經(jīng)過(guò)所述分相延緩電路3中的第一比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路4中比較器U2的同相輸入端,另一路經(jīng)過(guò)所述分相延緩電路3中的第二比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路4中比較器U2的反相輸入端,由于電阻R5的阻值、電阻R6的阻值、電阻R7的阻值和電阻R8的阻值滿足關(guān)系式因此比較器U2的同相輸入端的電壓小于其反相輸入端的電壓,比較器U2輸出維持低電平,D觸發(fā)器U3輸出保持高電平;
隨著安全火花試驗(yàn)裝置G的兩個(gè)電極距離進(jìn)一步加大,電弧電流突然下降為零,此時(shí),安全火花試驗(yàn)裝置G的兩個(gè)電極徹底分離,電感電路1再次產(chǎn)生了一個(gè)突變的電壓信號(hào),電壓信號(hào)處理電路2輸出的電壓分為兩路,一路經(jīng)過(guò)所述分相延緩電路3中的第一比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路4中比較器U2的同相輸入端,另一路經(jīng)過(guò)所述分相延緩電路3中的第二比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路4中比較器U2的反相輸入端,雖然電阻R5的阻值、電阻R6的阻值、電阻R7的阻值和電阻R8的阻值滿足關(guān)系式但由于電容C1延緩了所述第二比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出的電壓的變化,使得比較器U2再次輸出高電平,D觸發(fā)器U3檢測(cè)到這一從低到高變化的電壓信號(hào),輸出狀態(tài)邏輯翻轉(zhuǎn)為低電平,需要檢測(cè)分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間的電感電路1電弧放電結(jié)束;D觸發(fā)器U3輸出邏輯狀態(tài)翻轉(zhuǎn)時(shí),產(chǎn)生一個(gè)下降沿輸出給電弧時(shí)間測(cè)試及顯示驅(qū)動(dòng)電路5,電弧時(shí)間測(cè)試及顯示驅(qū)動(dòng)電路5停止計(jì)時(shí),電弧時(shí)間測(cè)試及顯示驅(qū)動(dòng)電路5將計(jì)時(shí)得到的時(shí)間記為電感電路1分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間,并輸出給電弧時(shí)間顯示電路6進(jìn)行顯示。
例如,如圖4所示,需要檢測(cè)分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間的電感電路1由直流電壓源Vi、電感L和限流電阻RL串接構(gòu)成,所述電感L的一端與直流電壓源Vi正極輸出端連接,所述電感L的另一端為電感電路1的取樣點(diǎn)正極,所述限流電阻RL的一端與直流電壓源Vi負(fù)極輸出端連接且接地,所述限流電阻RL的另一端為電感電路1的取樣點(diǎn)負(fù)極。
當(dāng)安全火花試驗(yàn)裝置G的兩個(gè)電極處于閉合狀態(tài)時(shí),電感電路1正常工作,此時(shí),電感L充電儲(chǔ)能,比較器U2輸出低電平,使得D觸發(fā)器U3處于鎖存狀態(tài),D觸發(fā)器U3沒(méi)有檢測(cè)到變化的電壓信號(hào),輸出低電平;
當(dāng)利用安全火花試驗(yàn)裝置G進(jìn)行開閉爆炸性試驗(yàn)時(shí),安全火花試驗(yàn)裝置G的兩個(gè)電極由閉合開始分離,電感電路1中的電阻突然增大,由于電感電路1的回路電流不能突變,致使分?jǐn)帱c(diǎn)發(fā)生電壓突變,電感電路1開始產(chǎn)生電弧放電;比較器U2輸出高電平,D觸發(fā)器U3檢測(cè)到變化的電平,輸出高電平,電感電路1開始電弧放電;D觸發(fā)器U3輸出的高電平經(jīng)過(guò)電阻R11和電阻R12分壓后輸出給電弧時(shí)間測(cè)試及顯示驅(qū)動(dòng)電路,當(dāng)電弧時(shí)間測(cè)試及顯示驅(qū)動(dòng)電路檢測(cè)到高電平到來(lái)時(shí),開始計(jì)時(shí);
隨著時(shí)間的推進(jìn),安全火花試驗(yàn)裝置G的兩個(gè)電極分離的程度逐漸增大,電弧電流近似線性衰減,此時(shí)分?jǐn)嗵幍碾娀‰妷壕徛仙?,比較器U2輸出維持低電平,D觸發(fā)器U3輸出保持高電平;
隨著安全火花試驗(yàn)裝置G的兩個(gè)電極距離進(jìn)一步加大,電弧電流突然下降為零,此時(shí),安全火花試驗(yàn)裝置G的兩個(gè)電極徹底分離,電感電路1再次產(chǎn)生了一個(gè)突變的電壓信號(hào),比較器U2再次輸出高電平,D觸發(fā)器U3檢測(cè)到這一從低到高變化的電壓信號(hào),輸出狀態(tài)邏輯翻轉(zhuǎn)為低電平,電感電路1電弧放電結(jié)束;D觸發(fā)器U3輸出邏輯狀態(tài)翻轉(zhuǎn)時(shí),產(chǎn)生一個(gè)下降沿輸出給電弧時(shí)間測(cè)試及顯示驅(qū)動(dòng)電路,電弧時(shí)間測(cè)試及顯示驅(qū)動(dòng)電路停止計(jì)時(shí),電弧時(shí)間測(cè)試及顯示驅(qū)動(dòng)電路將計(jì)時(shí)得到的時(shí)間記為電感電路1分?jǐn)嚯娀》烹姇r(shí)間,并輸出給電弧時(shí)間顯示電路進(jìn)行顯示。
以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并非對(duì)本發(fā)明作任何限制,凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。