数字地阻仪制造技术

本发明专利技术涉及数字地阻仪，其由供电电路、方波交变脉动恒流源、高阻输入缓冲器、带阻滤波器、开关同步检测器、低通滤波器、Ａ／Ｄ转换器、显示器等组成，方波交变脉动恒流源是可提供幅值为１０ｍＡ、１ｍＡ、０．１ｍＡ或其它幅值的多值脉动恒流源。本发明专利技术的优点是，完全摆脱了现有接地摇表的结构模式，运用了交变脉动恒流技术，从而保证了测量精度，采用中、大规模集成电路，使装置体积小、电路性能可靠稳定。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量各种接地装置的接地电阻值的检测装置，特别是一种数字地阻仪。目前，检测接地装置的接地电阻值的仪表，主要是接地测试摇表，如北京电表厂生产的ZC-8，它采用电流电压法进行测量，该装置用手摇发电机产生测试用的交变电流、该交变电流在被测阻上产生的交变电压经电位测试极取回表内，再与同一电流经表内互感器得到的交变电压进行比较，应用相敏检波原理，通过调节磁电式电流表指针平衡的方式，从指示刻度上读取测量结果，由于仪表放置的倾角不同及观察平衡指针视角的影响，以及操作人员摇动摇表时的晃动，使得测量读取值有较大误差。尤其是当被测试区域存在杂散地电流，或者测试中的辅助接地电阻阻值发生变化时，将严重影响测量结果的准确性，在这种情况下，测量的最大累积误差(用等级指数表示)达400%，显然，这样的误差量是不适应工程及维护工作的需要的。本专利技术的目的，就是针对上述现有技术的不足，提出一种新的数字地阻仪。本专利技术的技术解决方案是，其特征在于，采用了供电电路，方波交变脉动恒流源、高阻输入缓冲器、带阻滤波器、开关同步检测器、低通滤波器、A/D转换器，供电电路与多值直流稳压源相连，多值直流稳压源与多值脉动电压源和方波交变脉动恒流源配接，高阻输入缓冲器与带阻滤波器和检波器配接，检波器与A/D转换器配接，带阻滤波器与开关同步检测器相连，f。振荡器分别与多值脉动电压源和开关同步检测器相连，开关同步检测器与低通滤波器相连，低通滤波器与A/D转换器配接，A/D转换器与显示器相接。高阻输入缓冲器的输入端配有电位探针。其特征在于，方波交变脉动恒流源是提供幅值为10mA、1mA、0.1mA(或其它幅值)的多值脉动恒流源，其配有电流输出极。其特征在于，低通滤波器通过转换开关与A/D转换器配接。本专利技术的基本构思是，从一个电流极经过被测接地装置向大地注入测试电流，该测试电流具有一固定频率的交变脉动电流，再从另一电极回到本专利技术所提出的测量装置中，由于该电流在流经被测接地装置的接地电阻上会产生相应的交变脉动电压，这一电压被取回测量装置后，经高阻输入缓冲器送到带阻滤波器，滤除50Hz工频干扰，再以与交变脉动恒流相同的开关频率去控制相关的模拟开关，对取回有用的脉动电压进行开关同步检波，检波后的电信号经低通滤波器滤除与测量装置工作测试频率不同的杂乱干扰信号，确保同频差出的直流电压通过，最后将这一与被测接地装置接地电阻阻值成正比的直流电压送进A/D转换器，从数字显示器上直接读出所测接地电阻阻值。根据这种构思，其测量步骤为a、由本专利技术的电流极送出一个频率为f。的交变脉动电流I。，这一电流的正负幅值、宽度相等且为恒定值，它在被测接地装置的接地电阻RE上产生一个电压U。＝I。.RE。b、经本专利技术的电位输入极将地电位探针处的电压取回本专利技术内，滤除50Hz工频信号后，在频率f。的控制下进行开关检测。由于取入的电压是U。和其它各种频率的杂散电压组合而成的电信号，因而以f。为开关频率检出的电信号UI中将会含有各种杂散电压的相应成份，UI＝UD+UA。其中UD是直流信号，它是U。在频率f。下差出的直流成份的电信号，显然UD的大小正比于I。和RE，UA为非f。频率的杂散电压检出信号，其频率为f。+fX1，f。-fX1，f。+fX2，f。-fX2…f。+fXn，f。-fXn(fX1～fXn为工频及其它各种频率)，其幅度正比于电位探针处地电压中相应频率的电压值。c、将UX加到低通滤波器的输入端，设定低通滤波器截止频率fL远低于UX频率中的最低频率，因而在低通滤波器的输出端将得到的是一个直流电压KUD(K为低通滤波器的传输系数)，显然这个电压的大小仅取决于I。和RE的值，由于I。的幅度为定值，于是就得到了一个其值仅与RE相关且成线性的电压，即UC＝CRE(C＝K·I。)。d、将Uc送入A/D转换器，从数字显示器上直接读取RE的值。本专利技术的优点在于，它完全摆脱了现在接地摇表的结构模式，采用了交变脉动恒流技术，使得用于测试的电流值保持稳定，且去掉人力作功产生测试电流的陈旧方式，使装置体积小操作方便，本专利技术设有高阻输入缓冲器，大大降低了电位极辅助接地电阻的改变引起的测量误差，采用了50Hz的带阻滤波器，能使50Hz工频干扰信号衰减40db以上，从而提高了装置的信噪比和测量精度，同频开关检测使得整机抗干扰能力进一步加强，A/D转换后的测量结果可通过显示器直接读取，避免了人为的视觉误差。本专利技术使用的主要电路器件均采用通用型的大中规模集成电路，电路性能稳定可靠，在0.1～2000的范围内分辨率可达到0.001、0.01、0.1、1，且相对误差不超过3%，本专利技术可使用电池供电，具有便携功能，综上所述，本专利技术是取代传统接地测试摇表的较为理想的测量装置。附图说明图1，本专利技术总体电路方框2，本专利技术的多值脉动电压源的电原理3，本专利技术的方波交变脉动恒流源的电原理4，本专利技术的高阻输入缓冲器的电原理5，本专利技术的另一种形式的高阻输入缓冲器的电原理6，本专利技术的带阻滤波器的电原理7，本专利技术的开关同步检测器电原理8，本专利技术的低通滤波器的电原理9，本专利技术的基本结构示意10，本专利技术的基本结构示意图的后视11，本专利技术的基本结构示意图的后视图A-A的剖视12，本专利技术的基本结构示意图的后视图的B-B向剖视图下面根据附图描述具体实施例方式如图1所示，本专利技术由方波交变脉动恒流源1，多值脉动电压源2，多值直流稳压源3，直流供电电路4、高阻输入缓冲器5、带阻滤波器6、开关同步检测器7、低通滤波器8、A/D转换器9、显示器10，f。振荡器12组成。直流供电电路4采用9伏电源，供给全机工作使用，多值直流稳压源3与直流供电电路4配接，多值直流稳压源3的输出端分别与多值脉动电压源2和方波交变脉动恒流源1配接，提供不同的工作直流稳压，多值脉动电压源2连接方波交变脉动恒流源1，提供交变恒流所需的脉动电压，f。振荡器12与多值脉动电压源2和开关同步检测器7配接，分别向两单元电路提供同频控制信号。高阻输入缓冲器5分别与带阻滤波器6、检波器11配接，带阻滤波器6与开关同步检测器7配接，开关同步检测器7与低通滤波器8相接，低通滤波器8和检波器11通过转换开关K与分别与A/D转换器9配接，A/D转换器9接数字显示器10。测量接地极地电阻阻值所需的测试电流由方波交变脉动恒流源1的输出端即电流极C端送出，从另一电极E(或C2)流回机内，它在地电位极至接地点之间的大地内产生的相应电压，从E(或C2)、P端(P1、P2端)取回机内，经高阻输入缓冲器5之后送到带阻滤波器6和检波器11，检波器11用于对工频地电压的检波，其值送入A/D转换器9转换成工频地电压值。带阻滤波器6滤除50Hz工频后，将有用的测试信号送入开关同步检测器7，并在频率f。的控制下被检出，检出的信号再送低通滤波器8，滤除交流信号后，其有用的直流信号被送入A/D转换器9，从数字显示器10中即可直读被测地电阻阻值。如图2所示，多值脉动电压源2由电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，模拟门G1、G2、反相放大器A1，电流源A2，选择开关8和三极管T1、T2组成，R1一端接模拟门G1的输入端D，R1的另一端与R3和A1的反相端相接，A1的同相端通过R2接机器地，R3的另一端本文档来自技高网...

【技术保护点】
数字地阻仪，其特征在于采用供电电路（４）、方波交变脉动恒流源（１）、高阻输入缓冲器（５）、带阻滤波器（６）、开关同步检测器（７）、低通滤器（８）、Ａ／Ｄ转换器（９），其中，直流供电电路（４）与多值直流稳压源（３）相连，多值直流稳压源（３）与多值脉动电压源（２）和方波交变脉动恒流源（１）相连，高阻输入缓冲器（５）与带阻滤波器（６）和检波器（１１）相连，带阻滤波器（６）与开关同步检测器（７）相连，开关同步检测器（７）与低通滤波器（８）相连，低通滤波器（８）经转换开关Ｋ与Ａ／Ｄ转换器（９）相连，Ａ／Ｄ转换器（９）与数字显示器（１０）相接，ｆ。振荡器（１２）与多值脉动电压源（２）和开关同步检测器（７）配接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡学军，
申请(专利权)人：胡学军，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]