專利名稱:快速多功能扣式銀鋅電池測(cè)試儀的制作方法
本實(shí)用新型屬于對(duì)裝于測(cè)試儀器中的二次電池的質(zhì)量測(cè)量。
隨著各種微型電子儀器的發(fā)展，各種鈕扣電池也隨之發(fā)展起來了，由于鈕扣電池是電子儀器的能源，因此它的質(zhì)量的好壞，將直接影響到儀器的測(cè)試精確度和正常使用。衡量電池質(zhì)量的指標(biāo)有容量、內(nèi)阻、泄漏等，其中以容量指標(biāo)最為主要。鈕扣電池在通常情況下其端電壓是很穩(wěn)定的，直到能量將耗盡時(shí)，此電壓才急劇下降(見圖1)。在現(xiàn)有技術(shù)中，電池的容量是用放電電流與放電時(shí)間的乘積來表征的，亦即規(guī)定一定值電阻，由電池對(duì)此進(jìn)行慢放電，該放電時(shí)間的長(zhǎng)短就可得知其容量的多少，而電池在測(cè)試后其能量亦被耗盡，因此稱為“破壞性測(cè)量”。這種方法現(xiàn)用于大批量電池生產(chǎn)的檢測(cè)中，它以抽樣檢驗(yàn)的辦法作為對(duì)整個(gè)批量電池的測(cè)試，顯然這樣必然會(huì)造成某些不及格產(chǎn)品的漏網(wǎng)，而且檢驗(yàn)的時(shí)間因其放電時(shí)間過長(zhǎng)而過慢，因而不能滿足生產(chǎn)要求。
本實(shí)用新型是一種非破壞法快速多功能扣式銀鋅電池測(cè)試儀。其工作原理為電池在大電流放電的情況下(即負(fù)載電阻較小時(shí))，其放電曲線如圖2所示，其中在t1和t2這一段呈直線狀態(tài)，且V1－V2愈大(即α角愈大)，電池的殘存容量就愈小，將t1、t2時(shí)間為一定值，測(cè)出Δt時(shí)間內(nèi)的ΔV(即V1與V2之差)，就可測(cè)知電池的電容量。由于本測(cè)試儀所用的放電時(shí)間(t1和t2)很短，只有5秒鐘，因此測(cè)試時(shí)間亦很短，再從電池容量損耗方面來說，經(jīng)實(shí)測(cè)損耗量極小，因此這是一種非破壞性的快速測(cè)試法。圖3是本測(cè)試儀的方框圖，它由放電電阻選擇器1、裝電池的測(cè)試頭2、繼電器3、5、恒流源(恒流負(fù)載)4、時(shí)控電路6、采樣——保持電器7、8、差動(dòng)放大器9、表頭10、基準(zhǔn)電壓13、比較器11、不合格顯示器12組成。這種測(cè)試儀既可測(cè)電池容量、也可測(cè)電池的內(nèi)阻和端電壓，所以是一種快速、多功能的測(cè)試儀。(1)測(cè)量電池的容量，先由被測(cè)電池的端電壓與基準(zhǔn)電壓通過比較器12相比，若端電壓小于基準(zhǔn)電壓，則表示電容的容量不合格，由不合格顯示器12將其顯示。若端電壓大于基準(zhǔn)電壓，則由比較電路11輸出一個(gè)信號(hào)給時(shí)控電路，以進(jìn)行測(cè)量。時(shí)控電路是一個(gè)能發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)並對(duì)采樣保持器按要求進(jìn)行控制操作的電路，按照上述測(cè)試電容的工作原理，在31.2ms、5s兩個(gè)時(shí)間，由時(shí)控電路6分別向采樣保持器7、8發(fā)出控制信號(hào)，采樣保持器就取得在t1、t2這一瞬間的電壓值，將此二值送到差動(dòng)放大器放大並運(yùn)算，其測(cè)試值由表頭10顯示。(2)電池內(nèi)阻測(cè)量，其模似電路如圖4所示，圖中E為電池的開路電壓，R為電池的內(nèi)阻，I為恒流負(fù)載。放電開始，恒流負(fù)載控制開關(guān)K接通，使恒流負(fù)載控制電池放電電流恒為1mA，用兩采樣器分別采集Oms和2s時(shí)的電池電壓E和V，一并輸入到差動(dòng)放大器運(yùn)算放大，並由表頭示出此內(nèi)阻值。在本測(cè)試儀中，將開關(guān)置于“內(nèi)阻檔”，J2相當(dāng)于控制開關(guān)，用恒流負(fù)載4、時(shí)控電路6、采樣一保持電路7、8、差動(dòng)放大器9、表頭10，就可測(cè)得電池的內(nèi)阻。(3)電池電壓的測(cè)量，將電池與選定的負(fù)載電阻(7.5KΩ或1.5KΩ)相串連構(gòu)成回路，使其端電壓E經(jīng)分壓衰減，然后輸入到差動(dòng)放大器9，並由表頭10將其指示。方框中的J1為一繼電器，它使電池裝入測(cè)量頭1秒鐘后時(shí)基電路接通，電池開始放電，以避免因裝電池造成的誤差。
圖5為本實(shí)用新型的實(shí)施例，圖中由集成塊A1、A2等組成的比較線路，由穩(wěn)壓管D5、電容C8、C9、電阻等組成的基準(zhǔn)電壓電路，由對(duì)稱性較高的FH1型對(duì)管T1、T2與兩對(duì)稱電阻R12、R13組成的能產(chǎn)生1mA電流的恒流源(恒流負(fù)載)，由集成運(yùn)放FO32(A5)和4個(gè)匹配電阻組成的差動(dòng)放大電路，由時(shí)基電路、分頻電路、計(jì)數(shù)器和控制電路組成的時(shí)控電路，由LF398集成塊和儲(chǔ)存電容器C13、C14等組成的采樣保持電路以及表頭、顯示器、轉(zhuǎn)換開關(guān)、匹配或選擇測(cè)試范圍用的電阻而組成。本電池測(cè)試儀中的時(shí)控電路是一種時(shí)間精確度很高的電路，其時(shí)基電路為一鐘表集成電路，它由晶體振蕩級(jí)、整形倒相級(jí)、16級(jí)二分頻電路、窄脈沖形成級(jí)及復(fù)位電路組成。電路最后輸出精度很高的脈寬為31.25ms、周期為2s的兩脈沖信號(hào)，經(jīng)分頻和計(jì)數(shù)器，最后為31.2ms和5s的兩個(gè)時(shí)間脈沖信號(hào)，作為電池容量測(cè)量時(shí)用，另外是OS和2S的時(shí)間脈沖信號(hào)，則作為測(cè)量電池內(nèi)阻時(shí)用。時(shí)基電路由于石英晶體振蕩鐘表集成電路所以所發(fā)出的時(shí)間信號(hào)非常準(zhǔn)確，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，將此電路用于本測(cè)量?jī)x使電池測(cè)試儀的性能大為改善。本測(cè)試儀中所采用的采樣一保持電路，是采用了LF398采樣保持集成塊和電容量值為0.33μf的聚苯乙烯的儲(chǔ)存電容器，此電路具有較高的輸入阻抗和較低的輸出阻抗、低輸出下降率低噪音和溫度漂移小，由于電容值大，因此這種采樣一保持電路轉(zhuǎn)化時(shí)間很短，而跟蹤時(shí)間較長(zhǎng)，由此測(cè)出的電池端電壓值精度很高。以上所述有關(guān)時(shí)基電路和采樣一保持電路的特點(diǎn)，使本實(shí)用新型的測(cè)量精確度較高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格較便宜。此外本測(cè)試儀為了適應(yīng)范圍廣，可對(duì)各種不同容量規(guī)格的電池進(jìn)行測(cè)量，儀表上設(shè)有選擇電阻，且表頭的指示以百分比表示。
權(quán)利要求
1.一種快速、電池容量能耗很小的可測(cè)量扣式銀鋅電池容量、內(nèi)阻、端電壓的測(cè)試儀，其特征在于它是由測(cè)試頭、選擇電阻、時(shí)控電路、采樣-保持電路、差動(dòng)放大器、基準(zhǔn)電壓、恒流源(恒流負(fù)載)、比較器等組成的電路以及顯示和指示儀表所組成。
2.按權(quán)利要求
1所述的快速、多功能扣式銀鋅電池測(cè)試儀，其特征在于所述的時(shí)控電路是由時(shí)基電路、分頻電路、計(jì)數(shù)器及控制電路所組成，其所述的采樣一保持電路是由采樣保持集成塊和一個(gè)容量足夠大的電容器組成。
3.按權(quán)利要求
2所述的快速、多功能扣式銀鋅電池測(cè)試儀，其特征在于所述的時(shí)基電路，是由石英晶體振蕩級(jí)、整形倒相級(jí)、16級(jí)二分頻電路、窄脈沖形成級(jí)及復(fù)位電路組成。
4.按權(quán)利要求
3所述的快速、多功能扣式銀鋅電池測(cè)試儀，其特征在于有可供幾種規(guī)格測(cè)量用的選擇電阻。
專利摘要
快速多功能扣式銀鋅電池測(cè)試儀是一種用于測(cè)量扣式電池容量、內(nèi)阻、端電壓的測(cè)試儀，它是由測(cè)試頭、選擇電阻、時(shí)控電路、采樣——保持電路、差動(dòng)放大器、基準(zhǔn)電壓、比較器以及指示、顯示儀表等組成。該儀表測(cè)量時(shí)電池能量消耗很小，且因其時(shí)控電路中的時(shí)基電路是一石英晶體振蕩鐘表集成電路、其采樣——保持電路是一具有大容量電容器的采樣保持集成電路，所以使儀表的測(cè)量精確度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格較便宜。該儀表設(shè)有選擇電阻，可對(duì)多種規(guī)格的電池進(jìn)行指示測(cè)量。
文檔編號(hào)G01R31/36GK86202131SQ86202131
公開日1987年9月2日 申請(qǐng)日期1986年4月8日
發(fā)明者何永江, 祖廣安, 孔占禮, 杜永太 申請(qǐng)人:天津大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan