[實用新型]基于虛擬儀器技術(shù)的步進電流源裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320258045.X
• 申請日: 2013-05-13
• 公開（公告）號: CN203259552U
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐惠鋼;楊云飛;謝啟;吳正陽;徐偉;徐衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 常熟理工學(xué)院
• 主分類號: G01R1/28
• 分類號: G01R1/28;G05F1/10
• 代理公司: 常熟市常新專利商標事務(wù)所 32113
• 代理人: 王海泉;何艷

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于虛擬儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于虛擬儀器技術(shù)的步進電流源裝置。

背景技術(shù)

近年來，隨著電子技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字通信技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)和人工智能等大量新技術(shù)被運用到低壓電器產(chǎn)品中，低壓電器產(chǎn)品開始向高性能、多功能、高精度、高可靠性、高自動化程度和智能型方向發(fā)展。低壓電器產(chǎn)品的升級換代日新月異，其對檢測裝置的要求也越來越高。智能型低壓電器在出廠前都要進行各項性能檢驗，合格后方可出廠。智能型低壓電器在進行過載保護、不平衡保護和接地保護等項目檢測時，都要求檢測裝置提供高精度的大電流恒流源。目前，在低壓電器測試領(lǐng)域，普遍采用單相交流電機驅(qū)動的調(diào)壓器與低電壓大電流變壓器來構(gòu)成大電流恒流源，如中國實用新型專利授權(quán)公告號CN2802836Y公開的“大電流發(fā)生器”以及中國實用新型專利授權(quán)公告號CN2120378公開的“便攜式可調(diào)大電流發(fā)生器”，都只說明了調(diào)壓器與低電壓大電流變壓器構(gòu)成大電流發(fā)生器的組合結(jié)構(gòu)，并沒有涉及調(diào)壓器的驅(qū)動裝置。此外，因調(diào)壓器存在慣性，使得電流調(diào)節(jié)慣性大，電流調(diào)節(jié)到設(shè)定值附近時容易引起振蕩，從而會影響檢測精度。

又如中國實用新型專利授權(quán)公告號CN201796057U公開的“基于虛擬儀器技術(shù)的電流發(fā)生裝置”，雖然提出了粗調(diào)、微調(diào)調(diào)壓器相互配合的組合方式，但同樣未提及調(diào)壓器的驅(qū)動裝置。對于粗調(diào)、微調(diào)調(diào)壓器相互配合的組合方式，在實際應(yīng)用中，若采用單相交流電機驅(qū)動，其微調(diào)調(diào)壓器的調(diào)節(jié)精度仍然有限，尤其是當電流調(diào)節(jié)到設(shè)定值時，微調(diào)調(diào)壓器仍然會在設(shè)定值上下來回波動。此外，在這樣的設(shè)計結(jié)構(gòu)中，每次檢測結(jié)束時，都要使粗調(diào)、微調(diào)調(diào)壓器回零。若調(diào)壓器事先不進行回零，其輸出電壓將不從零開始，從而會減小電流調(diào)節(jié)的范圍，甚至無法起到電流調(diào)節(jié)的作用。粗調(diào)調(diào)壓器和微調(diào)調(diào)壓器，由于各自結(jié)構(gòu)的不同，回零操作也有所不同。粗調(diào)調(diào)壓器的回零是使調(diào)節(jié)端回到起始位置，一般通過電機驅(qū)動器來使電機反轉(zhuǎn)，當調(diào)節(jié)端回到起始位置時，電機停止轉(zhuǎn)動。而對于微調(diào)調(diào)壓器，由于其輸出電壓為其調(diào)節(jié)端與中位抽頭之間的電位差，因此它的回零是將調(diào)節(jié)端調(diào)節(jié)到中位抽頭所在的位置，中位抽頭所在的位置即是它的零位。當前大多采用時間控制的方式來使微調(diào)調(diào)壓器回零，具體操作是先估算微調(diào)調(diào)壓器的調(diào)節(jié)端從上限位調(diào)節(jié)到中位抽頭位置的時間t，然后使微調(diào)調(diào)壓器的調(diào)節(jié)端正轉(zhuǎn)到達上限位，再按照預(yù)先估算的時間t，使微調(diào)調(diào)壓器的調(diào)節(jié)端反轉(zhuǎn)時間t回到中位抽頭位置，當然也可以先使微調(diào)調(diào)壓器的調(diào)節(jié)端反轉(zhuǎn)到達下限位，再從下限位正轉(zhuǎn)時間t回到中位抽頭位置，這種方式的缺點是回零準確度不高、且回零時間長、效率較差。如果能夠在整個測試過程中隨時檢測出調(diào)節(jié)端所處的位置，再由控制電路控制調(diào)節(jié)端直接從該位置進行回零，而不是先回到上下限位置后再回到中位抽頭位置，這樣就可以大大減短回零時間。如果檢測到調(diào)節(jié)端剛好處于中位抽頭位置時，則控制電路不作回零指示。顯然，如果要實現(xiàn)上述構(gòu)想，微調(diào)調(diào)壓器調(diào)節(jié)端的位置檢測是個關(guān)鍵點，而關(guān)于這點，在現(xiàn)有的相關(guān)文獻中，還鮮有確實而可靠的設(shè)計方案。當需要進行電流調(diào)節(jié)時，首先由粗調(diào)調(diào)壓器將電流調(diào)節(jié)到設(shè)定值允許的誤差范圍內(nèi)，然后再啟動微調(diào)調(diào)壓器對電流進行微調(diào)。微調(diào)調(diào)壓器根據(jù)檢測到的電流值是大于還是小于設(shè)定值，使調(diào)節(jié)端相應(yīng)地往上調(diào)或往下調(diào)，調(diào)節(jié)端往上調(diào)和往下調(diào)時微調(diào)調(diào)壓器輸出電壓的極性剛好相反。最后，微調(diào)調(diào)壓器的輸出電壓經(jīng)微調(diào)變壓器后與粗調(diào)調(diào)壓器的輸出電壓疊加，利用該疊加產(chǎn)生的電壓控制低電壓大電流變壓器的輸出電流。由于微調(diào)變壓器的輸出電壓較低，通常在20V以下，且電流的調(diào)節(jié)精度較高，因此不會對電流的微調(diào)作用造成影響。

一般地，調(diào)壓器在調(diào)節(jié)時都設(shè)有上限位和下限位，如果到達上、下限位時不進行限位保護，而是繼續(xù)轉(zhuǎn)動，調(diào)壓器自身就會受損。在現(xiàn)有技術(shù)中，采用中小型微動開關(guān)來進行限位保護。所述的微動開關(guān)具有常開觸點和常閉觸點，且兩者之間存在一公共端。當對調(diào)壓器實施限位保護時，需將微動開關(guān)的常閉觸點接入調(diào)壓器驅(qū)動電機的電源回路，當調(diào)壓器調(diào)節(jié)到極限位置時斷開驅(qū)動電機電源；同時又需將常開觸點接入控制電路，將調(diào)壓器調(diào)節(jié)到極限位置時的位置信號傳輸?shù)娇刂齐娐贰榱耸闺姍C電源的斷開和位置信號的輸出互不干擾，需要同時設(shè)置多個相互隔離的電源及相應(yīng)的接口電路，這樣的設(shè)計結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，能耗損失大。

鑒于上述已有技術(shù)，有必要對現(xiàn)有的步進電流源裝置加以改進，為此，本申請人作了有益的設(shè)計，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。

發(fā)明內(nèi)容