专利名称：工频电站微机测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于工频电站的测试仪表。
近几年来，由于工农业的迅速发展，各种小型电站、移动电站发展迅猛，但是，测试手段却比较落后。目前国内对柴、汽油发电机组均使用传统的指针式仪表，测试方法均采用由测试人员读取数据，然后手工进行数据分析与计算，这种方法工作繁琐，劳动强度大，效率低，而且由于试验人员的人为误差，产生同一测量，不同结果，给电站工作带来很多困难。
本实用新型的目的是为了彻底改变移动电站的测试手段。本实用新型主要解决了柴、汽油发电机组八大电气性能指标(稳态电压调整率δu、稳态频率调整率δf、电压波动率δuB、频率波动率δfB、瞬态电压调整率δuS、瞬态频率调整率δfS、电压稳压时间tO和频率稳定时间tp)的自动测试及三相电压、电流、功率、功率因数、频率共十三项电气性能指标的自动测试。
本实用新型的目的是这样实现的(图一)。
图一为工频电站微机测试仪的原理图1、电压；2、衰减装置；3、电压通道；4、电流；5、变送装置；6、电流通道；7、A／D模数转换板；8a、同步脉冲；8b、同步装置；
9、TP86A单板机；10、显示装置；11、打印装置；将电站三相线电压经过精密电阻分压，处理后进入三路电压通道，分别将三相电压的弱电信号的交流电压送至A／D模数转换板的三个通道接口上，将三相电流经过电流互感器后，变成二次电流，经三相电流传感变送器转换为电压信号，再经过通道处理后的电压信号分别加在A／D模数转换板的另外三个通道接口上。A／D模数转换器由计算机控制将通道处理后的信号通过采样，量化转换成与模拟量相对应的数字量信号送入TP86A单板机，计算机按预定程序进行一系列运算，最后运算结果送给打印机和显示器输出。同步装置的主要功能是在瞬态测试电压信号时发出一个负脉冲，通知计算机打开采样门，使加减负荷引起电压及频率变化的瞬态信号一到A／D立即进行采样。保证既不丢失瞬态信号又在不超出内存许可的范围内采集有用的信号。同步信号的输入接在加减载控制的总接触器的辅助接点上。
以下详述每一部分的原理、构成及功能。
电压通道和电流通道是信号传递的重要部件，是保证整个测试仪精度的关键，为此，要满足以下三个要求①非线性失真小，保证电压、电流变送器在一定的范围内为一个比例环节。它的幅频特性为A(ω)＝K，相频特性φ(ω)＝O(理想化)，这样才能保证信号不失真地进行传递。②要求系统抗干扰性能好，有良好的强弱电隔离性能。③电压变送器要求对单位阶跃信号的响应要好，上升沿与下降沿陡，上升时间快，平顶降落一定要小，为此电压变送器要有一定的带宽才能保证瞬态电压信号的测试。
图二为电压单通道原理图。
为了满足测量系统的要求，提高输入阻抗，采用了同相并联差动运算放大器。前置级由两个电压跟随器A1和A2组成，把差动输入信号和共模信号按11的关系送到输出级A3和A4组成反相比例运算放大器，A4的输出信号从A3的同相输入，保证了输出级的负反馈性质。为了使增益线性调节，把增益调节电位器Rw从前置级移到输出级的反馈回路中，作为A4的输入回路电阻，这样，改变它的大小，就能线性调节输出级的增益，从而实现了整个电路的增益线性调节的要求。
图三为电流单通道原理图。
三相电流经电流互感器后变成二次电流，再经三相电流传感器变成电压，然后经过A1、A2、A3、A4组成的运算放大器，原理、功能、结构与电压通道相同。为了满足电流测试精度的要求，对电流通道加入了伯特沃斯有源滤波器。
在工频电站的测试中，需要测试加、减载时的瞬态值，使用传统的指针式仪表，瞬态值往往测试偏差很大，为了解决此问题，本实用新型设计了瞬态同步脉冲器。用瞬态同步脉冲发生器来识别满负载突加的起始时间以及满负载突减的起始时间，给主机一个瞬态测试启动脉冲，启动主机测试。
图四为瞬态同步脉冲发生器的原理图。
如果设t1为柴油、汽油发电机组加载时刻，t2为减载时刻，则有波形图五。
从原理中可以得出如下
两个D触发器构成了同或电路，G6、G7、G8、R1、R2、C1构成了RC环形积分多谐振荡器，因此产生CP脉冲。选两块74LS00和一块74LS74构成了图四电路。在t1时刻开关K由a打向b，在t2时刻开关K由b打向a，开关K为加减载控制接触器的辅助接点。


图一为工频电站微机测试仪的原理框图。
1、电压；2、衰减装置；3、电压通道；4、电流；5、变送装置；6、电流通道；7.A／D模数转换板；8a.同步脉冲；8b.同步装置；9.TP86A单板机；10.显示装置；11.打印装置；
图二为电压单通道原理图。
图三为电流单通道原理图。
图四为瞬态同步脉冲发生器的原理图。
图五为瞬态同步脉冲发生器的波形图。
本实用新型解决了内燃机电站行业长期存在的性能测试，特别是瞬态性能测试方法落后，精度不高的问题。实现了自动测试。本仪器操作方便、测试方法合理、适用于内燃机电站行业。
权利要求1.一种电站测试仪，其特征①是经过衰减装置的电站电压和经过变送装置的电站电流，分别通过电压通道和电流通道，加在A/D模数转换装置的接口上，A/D模数转换装置经微机(TP86A)控制，将通道处理后的信号通过采样，量化转换成与模拟量相对应的信号送入微机中，微机按预定程序(编码)进行数据处理，最后运算结果送给打印机和显示器输出。②是用瞬态同步脉冲发生器与主机相连，启动主机在加、减载时瞬态测试。
2.如权利要求1所述的测试仪，其特征是所述的电压通道是经过衰减装置的电站电压在并联高输入阻抗部分，采用了同相并联差动运算放大电路，前置级由两个电压跟随器A1和A2组成，把差动输入信号和共模输入信号按11的关系送到输出级，A3和A4组成反相比例运算放大器，置于输出级的反馈回路中，增益调节电位器Rw作为A4的输入电路电阻。
3.如权利要求1所述的测试仪，其特征是所述的电流通道是将三相电流经电流互感器后，变成二次电流，再经三相电流传感器变成电压，然后经过A1、A2、A3和A4组成的运算放大器，原理与结构与电压通道相同(如权利要求2)，然后将信号通过伯特沃斯有源滤波器。
4.如权利要求1所述的测试仪，其特征是所述的同步脉冲发生器是两个D触发器，五个与非门构成的一个单脉冲发生器和RC积分环形多谐振荡器构成的时钟发生器两部分组成。
专利摘要本实用新型属于工频电站的综合测试仪表。其主要特征是将电站的电压、电流信号，分别通过电压通道和电流通道，加在A/D模数转换装置的接口上，A/D模数转换装置经微机(TP86A)控制，将通道处理后的信号送入微机，微机按预定程序进行数据处理，最后运算结果送给打印机和显示器输出。本仪器操作方便、测试合理、精度较高，适用于内燃机电站行业。
文档编号G01D21/02GK2065316SQ90200158
公开日1990年11月7日 申请日期1990年1月11日 优先权日1990年1月11日
发明者白光, 肖勇, 路林吉 申请人:国家机械工业委员会兰州电源车辆研究所