超级电容器在线检测装置及基于该装置检测内阻的方法，涉及电池检测领域。满足了对测量范围大、测量准确度高、稳定性好、速度快和使用方便的超级电容器在线检测装置及方法的需求。交流信号发生器发出一个正弦波信号，该信号经交流电流取样电路取样、交流电流反馈调节单元调节后再经交流电流功率放大器放大后加载在超级电容器的两端并形成电压信号，该电压信号经过电压隔离放大电路放大后与交流信号发生器输出的正弦波信号经模拟乘法器进行乘法运算后，再经低通滤波器滤波、直流放大器放大及A/D转换器进行模数转换后输入至中央处理器，经中央处理器进行除法运算后获得超级电容器的阻值，并显示在键盘及显示电路上。它适用于测量其他电池的内阻。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池检测领域。
技术介绍
超级电容作为电源系统停电时的备用电源，已广泛的应用于工业生产、交通、通信 等行业。如果超级电容失效或容量不足，就有可能造成重大事故，所以必须对超级电容的运 行参数进行全面的在线监测。超级电容状态的重要标志之一就是它的内阻。无论是超级电 容即将失效、容量不足或是充放电不当，都能从它的内阻变化中体现出来。因此可以通过测 量超级电容内阻，对其工作状态进行评估。 现在市场上对超级电容器的单个性能进行测试的测试仪，其精度较低且速度也慢 且现有的测试平台大都是对单体电容量或者只是对内阻进行测试，而且测量值也只是区间 式的，做不到全面的参数测试，测试速度也难以满足要求。因此，如何设计一种能够对对超 级电容器的参数做出全面的测试，且测量范围大、测量准确度高、稳定性好、速度快和使用 方便的超级电容器在线检测装置是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术为了满足对测量范围大、测量准确度高、稳定性好、速度快和使用方便的超 级电容器在线检测装置及方法的需求，提出了超级电容器在线检测装置及基于该装置检测 内阻的方法。 超级电容器在线检测装置，它包括超级电容器3;它还包括交流信号发生器1、交流 电流功率放大器2、电压隔离放大电路4、模拟乘法器5、低通滤波器6、直流放大器7、A/D转换 器8、中央处理器9、键盘与显示电路10、交流电流取样电路11和交流电流反馈调节单元12; 交流信号发生器1的信号输出端同时连接交流电流功率放大器2的信号输入端和 模拟乘法器5的一个乘法信号输入端;交流电流功率放大器2的取样信号输出端连接交流电 流取样电路11的取样信号输入端;交流电流取样电路11的取样信号输出端连接交流电流反 馈调节单元12的取样信号输入端;交流电流反馈调节单元12的反馈信号输出端连接交流信 号发生器1的反馈信号输入端； 交流电流功率放大器2的功放输出端连接超级电容器3的信号输入端;超级电容器 3的电压信号输出端连接电压隔离放大电路4的输入端；电压隔离放大电路4的电压放大信 号输出端连接模拟乘法器5的另一个乘法信号输入端； 模拟乘法器5的信号输出端连接低通滤波器6的滤波信号输入端;低通滤波器6的 滤波信号输出端连接直流放大器7的放大信号输入端;直流放大器7的放大信号输出端连接 A/D转换器8的信号输入端;A/D转换器8的信号输出端连接中央处理器9的信号输入端； 键盘与显示电路10的显示信号输入端连接中央处理器9的显示信号输出端。 基于超级电容器在线检测装置检测内阻的方法，该检测内阻的方法为：交流信号发生器1输出的正弦波信号为： ui( ω t) =Acos ω t (1) 该正弦交流电流经由交流电流取样电路11取样、交流电流反馈调节单元12反馈、 交流电流功率放大器2放大后加载在超级电容器3两端的相应信号为： U2( wt)=Bcos( ω?+θ) (2)其中，Θ为注入储能用超级电容器的交流和其两端信 号的相位差，ω为正弦波信号的角频率;t为时间;Α为和Β均为信号幅值； 通过正弦波信号输入至模拟乘法器5,超级电容器3两端的相应信号经过电压隔离 放大电路4后输入至模拟乘法器5,经模拟乘法器5进行乘法运算后获得运算结果： u( c〇t)=kXui( cot) Xu2( wt) =kABcos c〇tXcos( ω?+θ)=〇· 5kAB (3) 其中，k为模拟乘法器的放大系数； 模拟乘法器5进行乘法运算后获得的运算结果经过低通滤波器6滤过后滤掉公式 (3)中的交流成分，再经过直流放大器7放大、A/D转换器8进行模数转换后得到： u = O.5kABcos0⑷又根据交流法测内阻原理得： 其中，I为交流恒流源信号的最大值； 中央处理器9中，将公式(5)带入公式(4)中可得内阻R为：公式(6)中，k、A、I都是已知量，u为经低通滤波器6滤除交流成分后获得的电压值。 有益效果：本专利技术所述的超级电容器在线检测装置及基于该装置检测内阻的方 法，通过交流信号发生器发出一个正弦波信号，该正弦波信号经交流电流取样电路取样、交 流电流反馈调节单元调节后再经交流电流功率放大器放大后加载在超级电容器的两端，在 超级电容器的两端形成电压信号，该电压信号经过电压隔离放大电路放大后与交流信号发 生器输出的正弦波信号经模拟乘法器进行乘法运算后，再经低通滤波器滤波、直流放大器 放大及A/D转换器进行模数转换后输入至中央处理器，经中央处理器进行除法运算后获得 超级电容器的内阻的阻值，并显示在键盘及显示电路上。本专利技术通过上述过程，满足了对测 量范围大、测量准确度高、稳定性好、速度快和使用方便的超级电容器在线检测装置及方法 的需求。本专利技术还适用于测量其他电池的内阻。【附图说明】图1为超级电容器在线检测装置的结构示意图。【具体实施方式】【具体实施方式】 一、参照图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的超级电容器在 线检测装置，它包括超级电容器3;它还包括交流信号发生器1、交流电流功率放大器2、电压 隔离放大电路4、模拟乘法器5、低通滤波器6、直流放大器7、A/D转换器8、中央处理器9、键盘 与显示电路10、交流电流取样电路11和交流电流反馈调节单元12; 交流信号发生器1的信号输出端同时连接交流电流功率放大器2的信号输入端和 模拟乘法器5的一个乘法信号输入端;交流电流功率放大器2的取样信号输出端连接交流电 流取样电路11的取样信号输入端;交流电流取样电路11的取样信号输出端连接交流电流反 馈调节单元12的取样信号输入端;交流电流反馈调节单元12的反馈信号输出端连接交流信 号发生器1的反馈信号输入端；交流电流功率放大器2的功放输出端连接超级电容器3的信号输入端;超级电容器 3的电压信号输出端连接电压隔离放大电路4的输入端；电压隔离放大电路4的电压放大信 号输出端连接模拟乘法器5的另一个乘法信号输入端； 模拟乘法器5的信号输出端连接低通滤波器6的滤波信号输入端;低通滤波器6的 滤波信号输出端连接直流放大器7的放大信号输入端;直流放大器7的放大信号输出端连接 A/D转换器8的信号输入端;A/D转换器8的信号输出端连接中央处理器9的信号输入端。 本实施方式所述的超级电容器在线检测装置，其工作原理为:该装置内部的交流 信号发生器1产生一个频率稳定、对称、失真度低的正弦波信号，该正弦波信号输入至交流 电流功率放大器2内进行功率放大后输出正弦交流电流;该正弦交流电流经由交流电流取 样电路11取样、交流电流反馈调节单元12反馈后输入至交流信号发生器1，实现调节交流信 号发生器1输出的正弦波信号输出电流的大小，进而使交流电流功率放大器2输出的电流保 持稳定的目的。经过取样和反馈以后，交流电流功率放大器2输出的电流称为稳定电流，且 为ΙΚΗζ。该部分为一个闭环控制系统，属于电流负反馈电路。 所述稳定电流加载在充电的蓄电池3的两端，在超级电容器3的两端产生电压，该 电压经过电压隔离放大电路4隔离放大后输入至模拟乘法器5;交流信号发生器1输出的正 弦波信号也输入至模拟乘法器5;在模拟乘法器5内部进行乘法运算后，该运算结果经低通 滤波器6滤波、直流放大器7放大、AD转换器8进行模数转换后输入至中央处理器9，经中央处 理器进行处理后获得超级电容器本文档来自技高网...
【技术保护点】
超级电容器在线检测装置，它包括超级电容器(3)；其特征在于，它还包括交流信号发生器(1)、交流电流功率放大器(2)、电压隔离放大电路(4)、模拟乘法器(5)、低通滤波器(6)、直流放大器(7)、A/D转换器(8)、中央处理器(9)、键盘与显示电路(10)、交流电流取样电路(11)和交流电流反馈调节单元(12)；交流信号发生器(1)的信号输出端同时连接交流电流功率放大器(2)的信号输入端和模拟乘法器(5)的一个乘法信号输入端；交流电流功率放大器(2)的取样信号输出端连接交流电流取样电路(11)的取样信号输入端；交流电流取样电路(11)的取样信号输出端连接交流电流反馈调节单元(12)的取样信号输入端；交流电流反馈调节单元(12)的反馈信号输出端连接交流信号发生器(1)的反馈信号输入端；交流电流功率放大器(2)的功放输出端连接超级电容器(3)的信号输入端；超级电容器(3)的电压信号输出端连接电压隔离放大电路(4)的输入端；电压隔离放大电路(4)的电压放大信号输出端连接模拟乘法器(5)的另一个乘法信号输入端；模拟乘法器(5)的信号输出端连接低通滤波器(6)的滤波信号输入端；低通滤波器(6)的滤波信号输出端连接直流放大器(7)的放大信号输入端；直流放大器(7)的放大信号输出端连接A/D转换器(8)的信号输入端；A/D转换器(8)的信号输出端连接中央处理器(9)的信号输入端；键盘与显示电路(10)的显示信号输入端连接中央处理器(9)的显示信号输出端。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周彤，鲁志军，张博，张海波，陈洪侠，曹曙光，李浩，
申请(专利权)人：黑龙江省计量检定测试院，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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