《大电流下测量微欧级分流器阻值的装置和方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大电流下测量微欧级分流器阻值的装置和方法.pdf（8页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103344838 A (43)申请公布日 2013.10.09 CN 103344838 A *CN103344838A* (21)申请号 201310263765.X (22)申请日 2013.06.27 G01R 27/14(2006.01) (71)申请人 中国西电电气股份有限公司 地址 710075 陕西省西安市高新区唐兴路 7 号 申请人 西安高压电器研究院有限责任公司 (72)发明人 任稳柱 袁渊 (74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任 公司 61200 代理人 蔡和平 (54) 发明名称 大电流下测量微欧级分流器阻值的装置和方 法 (57) 摘。
2、要 本发明公开了一种大电流下测量微欧级分流 器阻值的装置及数据处理方法， 包括数据采集系 统、 数据处理分析系统和人机交互系统三部分。 数 据采集系统由第一通道、 第二通道、 数据采集芯片 和同步信号发生器组成， 通过专用线缆将采集的 数据送入数据采集系统输入端， 数据采集系统的 输出端连接在数据处理分析系统的输入端， 数据 处理分析系统的输出端连接有人机交互系统， 通 过人机交互系统完成试验任务的设置， 控制和检 测。该阻值测量装置通过专用连接头可方便的连 接到待测分流器， 通过数据处理分析系统的软件 设置， 能够实时的完成分流器的阻值显示及存储。 用于标定分流器的阻值， 并可扩展到常用的微。
3、欧 级电阻值的准确标定。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103344838 A CN 103344838 A *CN103344838A* 1/2 页 2 1 一种大电流下测量微欧级分流器阻值的装置， 其特征在于， 包括大电流发生器 (11)、 阻值测量装置 (13)、 标准电流互感器 (8) 及标准采样电阻器 (9) ； 所述标准电流互感 器 (8) 与所述分流器 (1) 串联连接后连接在大电流发生器 (11) 两端， 所述标。
4、准采样电阻器 (9) 与所述标准电流互感器 (8) 并联连接， 所述阻值测量装置 (13) 的输入端分别与所述标 准采样电阻器 (9) 及分流器 (1) 的电压输出端相连接 ； 所述阻值测量装置(13)包括数据采集系统、 专用测试模块(12)及人机交互系统(10)， 所述专用测试模块 (12) 包括数据处理模块 (5) 及设备控制模块 (7)， 所述数据采集系统包 括同步信号发生器 (4)、 数据采集芯片、 第一通道 (2) 及第二通道 (3)， 所述第一通道 (2) 及 第二通道 (3) 的输入端分别与所述标准采样电阻器 (9) 的电压输出端及所述分流器 (1) 的 电压输出端相连接， 所述。
5、第一通道 (2) 及第二通道 (3) 的输出端与所述数据采集芯片的输 入端相连接， 所述数据采集芯片的输出端及控制端分别与所述数据处理模块 (5) 的输入端 及所述同步信号发生器 (4) 的输出端相连接， 所述设备控制模块 (7) 输出端与所述同步信 号发生器 (4) 的控制端相连接， 所述人机交互系统 (10) 的输入端与所述数据处理模块 (5) 的输出端相连接。 2. 根据权利要求 1 所述的大电流下测量微欧级分流器阻值的装置， 其特征在于， 所述 第一通道 (2) 输入端与所述标准采样电阻器 (9) 的电压输出端通过双层屏蔽线相连接 ； 所述第二通道 (3) 输入端与所述分流器 (1) 。
6、的电压输出端通过双层屏蔽线相连接。 3.根据权利要求1所述的大电流下测量微欧级分流器1阻值的装置， 其特征在于， 所述 人机交互系统 (10) 包括显示器、 按键、 存储器、 电源模块及外接端口， 所述显示器分别与按 键、 存储器、 电源模块及外接端口相连接。 4. 根据权利要求 3 所述的大电流下测量微欧级分流器阻值的装置， 其特征在于， 所述 电源模块包括蓄电池及外接电源接口。 5. 根据权利要求 1 所述的大电流下测量微欧级分流器阻值的装置， 其特征在于， 所述 专用测试模块 (12) 包括用于控制所述设备控制模块 (7) 的参数设置模块 (6)。 6. 根据权利要求 1 所述的大电流下。
7、测量微欧级分流器阻值的装置， 其特征在于， 所述 数据处理模块 (5) 内设有 DSP 软件可编程器件。 7. 一种基于权利要求 1 所述的大电流下测量微欧级分流器阻值的方法， 其特征在于， 包括以下步骤 : 1) 通过大电流发生器 (11) 在一次侧产生大电流 I， 标准电流互感器 (8) 和分流器 (1) 在该电流回路中测量该同一参考源 ； 2)标准采样电阻器(9)上测量的电压UR通过第一通道(2)送入到阻值测量装置(13)， 分流器 1 的电阻 r 上两端测得的电压信号 ur通过第二通道 (3) 送入到数据处理模块 (5) 中， 其中，Ur Ir， k 为标准电流互感器 (8) 的电流变。
8、比， R 为标准采样电阻器 (9) 的阻值 ； 3) 设备控制模块 (7) 通过控制同步脉冲信号保证两路电压模拟量的同步接收， 经第 一通道 (2) 及第二通道 (3) 将采集的两路电压模拟量送入到数据处理模块 (5) 中， 数据 处理模块 (5) 根据采集到的两路电压进行计算 U |UR-Ur|， 最后利用电压计算公式 权 利 要 求 书 CN 103344838 A 2 2/2 页 3 推导计算得出测量分流器 (1) 的阻值 8. 根据权利要求 7 所述的大电流下测量微欧级分流器阻值的方法， 其特征在于， 所述 标准采样电阻器(9)的阻值R和标准电流互感器(8)的电流变比k通过人机交互系统。
9、(10) 设定。 权 利 要 求 书 CN 103344838 A 3 1/4 页 4 大电流下测量微欧级分流器阻值的装置和方法 技术领域 0001 本发明属于电阻值测试技术领域， 涉及大电流下测试电阻的测量装置和方法， 尤 其涉及大电流下测量微欧级分流器阻值的装置和方法。 背景技术 0002 随着高压输电工程的快速发展， 对于输电的大电流准确测量也变得更加迫切， 分 流器正是完成此项功能的主要设备之一， 为了保证分流器的质量及使用过程的准确与可 靠， 对这类分流器进行合理、 有效地阻值检测是非常必要的。 输电系统电流测试用分流器的 阻值标定测量是输电系统中一项重要试验， 该阻值测量装置是这项。
10、试验的主要设备。 0003 分流器基本都采用如图 1 所示的工作原理， 由此看出分流器实际就是一个阻值很 小的四端口电阻， 将一次待测量电流施加到该电阻的两端， 在该电阻的另外两端读取电流 流经该电阻时产生的电压。通过读取该电压值和分流器标定的阻值逆推得出一次电流。目 前， 针对分流器的阻值测量有着广阔的需求， 现有的测量装置是在小电流下通过电桥法直 接测量分流器的电阻值， 由于其测试电流小、 而电阻值非常小， 存在有测量准确度不高， 测 试效率低等缺点， 难以满足试验需求。 发明内容 0004 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点， 提供了一种大电流下测量微欧级分 流器阻值的装置和方法， 。
11、该装置和方法可以有效的提高测量微欧级分流器电阻值的准确度 和效率。 0005 为达到上述目的， 本发明提供了一种大电流下测量微欧级分流器阻值的装置， 包 括大电流发生器、 阻值测量装置、 标准电流互感器及标准采样电阻器 ； 所述标准电流互感器 与所述分流器串联连接后连接在大电流发生器两端， 所述标准采样电阻器与所述标准电流 互感器并联连接， 所述阻值测量装置的输入端分别与所述标准采样电阻器及分流器的电压 输出端相连接 ； 0006 所述阻值测量装置包括数据采集系统、 专用测试模块及人机交互系统， 专用测试 模块包括数据处理模块及设备控制模块， 所述数据采集系统包括同步信号发生器、 数据采 集芯。
12、片、 第一通道及第二通道， 所述第一通道及第二通道的输入端分别与所述标准采样电 阻器的电压输出端及所述分流器的电压输出端相连接， 所述第一通道及第二通道的输出端 与所述数据采集芯片的输入端相连接， 所述数据采集芯片的输出端及控制端分别与所述数 据处理模块的输入端及所述同步信号发生器的输出端相连接， 所述设备控制模块输出端与 所述同步信号发生器的控制端相连接， 所述人机交互系统的输入端与所述数据处理模块的 输出端相连接。 0007 所述第一通道输入端与所述标准采样电阻器的电压输出端通过双层屏蔽线相连 接 ； 0008 所述第二通道输入端与所述分流器的电压输出端通过双层屏蔽线相连接。 说 明 书 。
13、CN 103344838 A 4 2/4 页 5 0009 所述专用测试模块包括用于控制所述设备控制模块的参数设置模块。 0010 所述人机交互系统包括显示器、 按键、 存储器、 电源模块及外接端口， 所述显示器 分别与按键、 存储器、 电源模块及外接端口相连接。 0011 所述电源模块包括蓄电池及外接电源接口。 0012 所述数据处理模块内设有 DSP 软件可编程器件。 0013 相应的， 本发明还提供了一种大电流下测量微欧级分流器阻值的方法， 包括以下 步骤 : 0014 1) 通过大电流发生器在一次侧产生大电流 I， 标准电流互感器和分流器在该电流 回路中测量该同一参考源 ； 0015 。
14、2)标准采样电阻器上测量的电压UR通过第一通道送入到阻值测量装置， 分流器的 电阻 r 上两端测得的电压信号 Ur通过第二通道送入到数据处理模块中， 其中，Ur Ir， k 为标准电流互感器的电流变比， R 为标准采样电阻器的阻值 ； 0016 3) 设备控制模块通过控制同步脉冲信号保证两路电压模拟量的同步接收， 经第一 通道及第二通道将采集的两路电压模拟量送入到数据处理模块中， 数据处理模块根据采集 到的两路电压进行计算 U |UR-Ur|， 最后利用电压计算公式推导计 算得出测量分流器的阻值 0017 所述标准采样电阻器的阻值 R 和标准电流互感器 8 的电流变比 k 通过人机交互系 统设。
15、定。 0018 本发明具有以下有益效果 : 0019 (1) 本发明可在大电流下准确测量微欧级分流器的阻值， 并将该阻值直接计算得 出并进行显示， 完成对微殴级分流器阻值的测量， 抗干扰能力强。 0020 (2) 本发明采用大电流下测量微欧级分流器的阻值， 使测试条件与分流器的工作 条件较为接近 ； 采用同步采样和差值测量方法， 消除了测试大电流波动对测量带来的影响， 从而有效的提高了测量微殴级分流器阻值的精度。 0021 (3) 本发明实现了自动化测量， 通过人机交互系统完成试验任务的设置， 控制和检 测， 从而有效的提高了测量的效率， 同时减小了人为差错。 附图说明 0022 图 1 为分。
16、流器 1 结构原理图 ； 0023 图 2 为本发明阻值测量线路连接示意图 ； 0024 图 3 为阻值测量装置 13 的结构示意图 ； 0025 图 4 为专用测试模块 12 的结构示意图。 0026 图中 :1 为分流器， 2 为第一通道， 3 为第二通道， 4 为同步信号发生器， 5 为数据处 理模块， 6 为参数设置模块， 7 为设备控制模块、 8 为标准电流互感器， 9 为标准采样电阻器， 10 为人机交互系统， 11 为大电流发生器， 12 为专用测试模块， 13 为阻值测量装置。 说 明 书 CN 103344838 A 5 3/4 页 6 具体实施方式 0027 下面结合附图对。
17、本发明做进一步详细描述。 0028 参见图 1， 常用的分流器 1 的结构包括一次通流部分和电压输出端口， 其中将所述 分流器 1 的一次通流部分串入到测试大电流回路中， 分流器 1 产生的电压通过电压输出端 口连接专用引线将该模拟电压输出。 0029 参考图 2 及图 3， 本发明包括阻值测量装置 13、 标准电流互感器 8 及标准采样电阻 器 9， 所述标准电流互感器 8 与所述分流器 1 串联连接， 所述标准采样电阻器 9 与所述标准 电流互感器 8 并联连接， 所述阻值测量装置 13 的输入端分别与所述标准采样电阻器 9 及分 流器 1 的电压输出端相连接。 0030 参见图3， 本发。
18、明所述的阻值测量装置13包括第一通道2、 第二通道3、 同步信号发 生器4及专用测试模块12， 所述专用测试模块12通过控制同步信号发生器4在同一时刻接 收两路输入通道数据， 该专用测试模块 12 的输出端连接有人机交互系统 10， 通过人机交互 系统 10 可以完成相关参数的输入及测量结果的输出。 0031 具体地说， 阻值测量装置 13 包括 : 专用测试模块 12、 人机交互系统 10、 同步信号 发生器 4、 第一通道 2 及第二通道 3。所述第一通道 2 及第二通道 3 的输入端分别与所述标 准采样电阻器 9 的电压输出端及所述分流器 1 的电压输出端通过双层屏蔽线相连接， 所述 第。
19、一通道 2 和第二通道 3 的输出端与数据处理模块 5 的输入端相连， 所述设备控制模块 7 进一步连接有所述同步信号发生器4， 所述同步信号发生器4的输出端分别与第一通道2和 第二通道 3 的输入端相连， 这样， 在采集两路电压数据时， 数据处理模块 5 通过同步信号发 生器 4 发出的同步脉冲信号保证在同一时刻采集所述电压数据， 所述人机交互系统包括显 示器、 按键、 存储器、 电源模块及外接端口， 所述显示器分别与按键、 存储器、 电源模块及外 接端口相连接。 0032 本发明通过接收同步信号发生器 4 发出的同步脉冲信号进行精确的同步采样， 该 同步脉冲信号采用脉冲串的形式发送， 结合。
20、高精度时钟和数据采集芯片将两路小电压模拟 量同一时刻的值送入数据处理处理模块 5 中， 该采集过程可避免环境温度的变化和一次电 流波动带来的小电压变化对采集数据准确性的影响， 同时还具有自稳零、 自校正等保证测 量精度的功能。 0033 参考图 4， 所述人机交互系统 10 与专用测试模块 12 相连所述专用测试模块 12 包 括参数设置模块 6、 设备控制模块 7 及数据处理模块 5， 用户可以通过所述参数设置模块 6 预设所述大电流发生器 11 的输出电流值、 标准互感器的变比、 采样电阻的参数及第一通道 2 及第二通道 3 的采样参数， 所述设备控制模块 7 根据所述大电流发生器 11 。
21、的预设输出电 流值控制所述大电流发生器 11 产生大电流， 同时所述设备控制模块 7 根据所述第一通道 2 及第二通道 3 的采样参数控制所述数据处理模块 5 接收所述两路电压模拟量， 所述数据处 理模块 5 根据所述两路电压模拟量得到所述分流器 1 的电阻值， 即可恨据所述电阻值生成 满足特定格式要求的原始记录、 报表及测量报告。 0034 本发明所述的设备控制模块 7 通过控制同步脉冲信号的发出， 接收同时采集到的 两路电压模拟量， 通过解相应的公式对该数据进行运算处理， 为了实现整套装置的简单、 可 靠、 易携带， 所述数据处理模块 5 采用基于主处理芯片 TI 公司的 TMS320 系。
22、列 DSP 软件可编 说 明 书 CN 103344838 A 6 4/4 页 7 程器件和相应的其它硬件， 并对电路进行硬件设计优化， 采用的软件以 CCS3.1 作为开发工 具， 利用该主处理芯片专用的硬件乘法器嵌入电压计算功能和差值测量功能， 保证测量数 据的可靠与快速准确处理， 并通过嵌入软件实现该装置与外部设备的互联， 提升装置的优 异性能。本发明中人机交互系统 10 采用智能彩色液晶显示屏和相应的操作按键组成， 通过 操作按键输入预设值， 从而完成不同类型分流器 1 阻值测量的具体试验要求， 并将所得数 据等进行输出、 拷贝。整个阻值测量装置 13 进行整体屏蔽， 并采用蓄电池与外。
23、部双电源供 电模式， 提高装置的抗干扰性能， 具有便于携带、 重量轻、 操作简单、 提高阻值测量工作效率 等优点。 0035 本发明的工作原理如下 : 0036 参见图 2 和图 3， 本发明在实施阻值测量时， 通过大电流发生器 11 在一次侧产生 大电流 I， 将标准电流互感器 8 和分流器 1 串入该电流回路中测量这同一参考源， 标准电流 互感器 8 的电流变比为已知量 k， 并在该标准电流互感器 8 的二次侧并入标准采样电阻器 9， 该标准采样电阻器 9 为已知阻值为 R 的高精度电阻， 将在所述标准采样电阻器 9 上测量 的电压 UR通过第一通道 2 送入到数据处理模块 5 中， 易知。
24、所述分流器 1 的电阻 r 上两端测得的电压信号 Ur通过第二通道 3 送入到数据处理模块 5 中， 易知 Ur Ir， 在 这两路电压模拟量的采集过程中， 通过设备控制模块 7 控制同步脉冲信号保证两路电压模 拟量的同步接收， 经输入第一通道 2 及第二通道 3 将采集的两路电压模拟量送入到数据处 理模块 5 中， 所述数据处理模块 5 借助预先编制好的差值测量软件对数掘进行计算， 得出 U |UR-Ur|， 利用电压计算公式推导计算得出测量分流器 1 的阻值 针对不同等级的分流器 1， 通过利用人机交互系统 10 与参数设置模块 6 互 联来设定预先给定的 R、 k 值， 表征该分流器 1。
25、 的阻值测量结果被显示、 存储或以其它方式 (USB 接口 ) 输出完成。 0037 综上所述， 本发明的阻值测量装置13采用具有高速处理功能的DSP软件可编程器 件， 响应速度快， 集成通信处理芯片和蓄电池， 智能彩色显示器和按键操作相结合， 画面直 观， 操作简单易用， 功能可扩展性强， 具有成本较低、 携带使用方便、 工作可靠、 阻值自动计 算及显示的优点， 提高了阻值测量的工作效率。该装置可用于微欧级分流器 1 电阻的测量， 也可用于一般微欧级做标准用小电阻的阻值准确标定。 说 明 书 CN 103344838 A 7 1/1 页 8 图 1 图 2 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103344838 A 8 。