专利名称：一种精密电阻的全自动测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种精密电阻的全自动测量装置，属于电力行业的测试仪器，特 别多应用于对变压器线圈电阻、断路器电阻、互感器线圈电阻等进行自动测量的仪器。
技术背景当前，对精密电阻的测试，市场中的仪器还常常需要人工选定量程，自动化程度不 够高，在现场应用的过程中对于环境条件、气候条件比较恶劣的情况下，测量精度也不够 高，现有技术中还没有解决此种问题的较好的办法和相关的设备。
发明内容本实用新型的目的正是为了克服上述现有技术存在的不足而提提供一种精密电 阻的全自动测量装置。本实用新型的技术问题是通过以下方案予以解决的。一种精密电阻的全自动测量装置，由一组电压采样电路模块、放大电路模块、AD转 换电路模块、中央控制芯片、键盘、数码管或LED依序连接构成；另一组由电流采样电路模 块、放大电路模块、AD转换电路模块、中央控制芯片、键盘、数码管或LED依序连接构成；其 中，中央控制芯片、键盘、数码管或LED由电压采样电路模块与电流采样电路模块共用。本实用新型采用了四线制电阻测量方法，+12V电压输入到电流采样电路中，电压 采样电路进行采样，然后经过放大电路和AD转换电路，送至到中央处理芯片，通过在键盘 上简单的操作就可把结果发送至数码管或LED中。本实用新型电压采样电路包括运算放大器U2、U5、U6，继电器S4、S5、S6，电阻 R3-R7、R17-R25，电容C4、C5、C6，压敏电阻D2构成；连接结构为电阻R3、R4、R5串联在一 起，电阻R17、R18、R19串联在一起，可通过设置它们的阻值达到不同的采样比，比如可设定 R3 = (R3+R4+R5) 9, R4 = (R3+R4+R5) 09, R5 = (R3+R4+R5) *0· 01，这样通过切换量 程就可将量程扩大10倍；C6、R22并联在一起，一端接U2的输入“_”端，一端接U2的输出 端；C5、R21并联在一起，一端接U5的输入“_”端，一端接U5的输出端；R24 —端接U6的输 入“-”端，一端接TO的输出端。本实用新型电流采样电路包括运算放大器Ul、U3、U4，继电器S1、S2、S3，电阻Rl、 R2、R7-R15、R26，电容Cl、C2、C3，压敏电阻Dl构成；连接结构为电阻R8、R9并联在一起， 可通过设置R8、R9、R10电阻大小来控制总阻抗，例如设R8 = R9 = R10,即可达到使通过Sl 的电流是通过S2电流的一倍；C3、R13并联在一起，一端接Ul的输入“_”端，一端接Ul的 输出端。C2、R12并联在一起，一端接U3的输入“_”端，一端接U3的输出端；R15—端接U4 的输入“ _”端，一端接U4的输出端。在电压采样电路或电流采样电路中，中央处理芯片通过简单地对继电器m-U6进 行控制，实现电路中不同的放大倍数，达到对不同阻值进行自动测量。在电压采样电路或电 流采样电路中均利用精密电阻进行电压、电流采样。在电压采样电路或电流采样电路中放大电路均由经典的三个或多个集成运算放大器构成。在接入精密待测电阻时，同时接入压 敏电阻和电容进行保护。从本实用新型结果和性能上看，本实用新型的优点在于1、仪器硬件电路简单、并 能完成精密电阻的准确测量；2、操作简单，显示方便，可通过简单的操作，完成测量过程； 3、整个装置体积小、重量轻、可靠性高、故障率低；4、自动化程度高，无需人工维护，大大提 高试验的工作效率。

图1为本实用新型测量装置的模块连接结构图；图2为电压采样电路图；图3为电流采样电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的阐述。一种精密电阻的全自动测量装置，如图1，它由一组电压采样电路模块、放大电路 模块、AD转换电路模块、中央控制芯片、键盘、数码管或LED依序连接构成；另一组由电流采 样电路模块、放大电路模块、AD转换电路模块、中央控制芯片、键盘、数码管或LED依序连接 构成；其中，中央控制芯片、键盘、数码管或LED由电压采样电路模块与电流采样电路模块共用。本实用新型采用四线制电阻测量方法，+12V电压输入到电流采样电路中，电压采 样电路进行采样，然后经过放大电路和AD转换电路，送至到中央控制芯片，通过在键盘上 简单的操作将结果发送至数码管或LED中。本实用新型电压采样电路由运算放大器U2、U5、TO，继电器S4、S5、S6，电阻R3-R7、 R17-R25，电容C4、C5、C6，压敏电阻D2构成；其连接结构为电阻R3、R4、R5串联在一起，电 阻R17、R18、R19串联在一起，可通过设置它们的阻值达到不同的采样比，C6、R22并联在一 起，一端接U2的输入“-”端，一端接U2的输出端；C5、R21并联在一起，一端接U5的输入 “_”端，一端接U5的输出端；R24 —端接U6的输入“_”端，一端接U6的输出端。本实用新型电流采样电路由运算放大器U1、U3、U4，继电器S1、S2、S3，电阻R1、R2、 R7-R15、R26，电容Cl、C2、C3，压敏电阻Dl构成；电阻R8、R9并联在一起，通过设置R8、R9、 RlO电阻大小来控制总阻抗；C3、R13并联在一起，一端接Ul的输入“_”端，一端接Ul的输 出端；C2、R12并联在一起，一端接U3的输入“_”端，一端接U3的输出端；R15—端接U4的 输入“-”端，一端接U4的输出端。如图2所示，图2主要负责对电流进行采样，待测精密电阻为R7，电源通过+12V通 过R7、R8、R9流入电源负极。假定通过集成运算放大器U1、U3+接线端的电流为I1、I3，U4 输出接线端的电流为14，其中U1、U2、U3均采用负反馈，在Rl = R14，R2 = R15，R12 = R13 的情况下，14= (11-13) *(1+2*R12/R11)*(R15/R1)中央处理芯片根据14的值，恰当调节继电器(比如Sl打到空挡，S2接入)，使测 试电路中连接不同的电阻，从而测定通过精密电阻的电流。[0022]如附图3所示，图3主要负责对通过精密电阻R7两端的电压进行采样，整个电路 通过R3-R5、R7、R17-R19，根据继电器目前的连接位置，假定通过集成运算放大器U2、U5+接 线端的电流为U2、U5，U6输出接线端的电流为TO，其中U2、U5、TO均采用负反馈，在R6 = R23, R24 = R25, R21 = R22 的情况下，U6 = (U2-U5)*(1+2*R22/R20)*(R24/R6)假定R3 = R17 = 27K, R4 = R18 = 2. 7K, R5 = R19 = 0. 3K, S4, S5 不换挡的情况 下，U2上+接线端的电压等于精密电阻R7上电压的1%，如果S4，S5换挡的情况，U2上+ 接线端的电压等于精密电阻R7上电压的10%，这样相当于将仪器精度挺高十倍，如果可能 的情况下还可以设置更多的继电器、电阻，达到更多档位测量精密电阻两端的电压，这样就 本发明中央处理芯片根据U6的值方便自动地调节，恰当调节继电器(比如S4、S5同时换 挡)，使测试电路中连接不同的电阻，从而测定通过精密电阻的电压。
权利要求一种精密电阻的全自动测量装置，其特征在于，它由一组电压采样电路模块、放大电路模块、AD转换电路模块、中央控制芯片、键盘、数码管或LED依序连接构成；另一组由电流采样电路模块、放大电路模块、AD转换电路模块、中央控制芯片、键盘、数码管或LED依序连接构成；其中，中央控制芯片、键盘、数码管或LED由电压采样电路模块与电流采样电路模块共用。
2.如权利要求1所述的一种精密电阻的全自动测量装置，其特征在于采用四线制电 阻测量方法，+12V电压输入到电流采样电路中，电压采样电路进行采样，然后经过放大电 路和AD转换电路，送至到中央控制芯片，通过在键盘上简单的操作将结果发送至数码管或 LED 中。
3.如权利要求1所述的一种精密电阻的全自动测量装置，其特征在于电压采样电路 由运算放大器U2、U5、U6，继电器S4、S5、S6，电阻R3-R7、R17-R25，电容C4、C5、C6，压敏电 阻D2构成；其连接结构为电阻R3、R4、R5串联在一起，电阻R17、R18、R19串联在一起，可 通过设置它们的阻值达到不同的采样比，C6、R22并联在一起，一端接U2的输入“-”端，一 端接U2的输出端；C5、R21并联在一起，一端接U5的输入“_”端，一端接U5的输出端；R24 一端接U6的输入“_”端，一端接U6的输出端。
4.如权利要求1所述的一种精密电阻的全自动测量装置，其特征在于电流采样电路 由运算放大器U1、U3、U4，继电器S1、S2、S3，电阻Rl、R2、R7-R15、R26，电容Cl、C2、C3，压敏 电阻Dl构成；电阻R8、R9并联在一起，通过设置R8、R9、RlO电阻大小来控制总阻抗；C3、 R13并联在一起，一端接Ul的输入“_”端，一端接Ul的输出端；C2、R12并联在一起，一端接 U3的输入“_”端，一端接U3的输出端；R15—端接U4的输入“_”端，一端接U4的输出端。
专利摘要一种精密电阻的全自动测量装置，它由电压采样电路模块，电流采样电路模块放大电路模块，AD转换电路模块，中央控制芯片，键盘，数码管或LED连接构成；本实用新型具有精度高、偏差小、能将测试结果实时显示传输给用户、操作简单、方便快捷，能确保精密电阻测试能安全、有效地自动测试的显著优点。
文档编号G01R19/25GK201716375SQ201020187090
公开日2011年1月19日 申请日期2010年5月12日 优先权日2010年5月12日
发明者丁心志, 张忠才, 曹敏, 梁仕斌, 赵涓 申请人:云南电力试验研究院(集团)有限公司