[發明專利]一種接觸電阻的在線測量系統及測量方法

有效

• 申請號: 201810884402.0
• 申請日: 2018-08-06
• 公開（公告）號: CN108982968B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 吳建德;張若琦;錢中南;何湘寧
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 王琛

本發明公開了一種接觸電阻的在線測量系統及測量方法，可以實現接觸電阻的在線和隔離測量，保障了人身安全，省去了反復拆卸產品帶來的麻煩，其測量方法簡便，裝置成本較低，同時也能達到較高的測量精度。本發明測量方法采用了改進的離散傅里葉算法，實現了微小電阻參數的高精度測量，其中對檢測電壓信號進行加漢寧窗函數處理，可以有效的抑制標準離散傅里葉變換中截斷效應的影響，提高傅里葉變換精度，進而提高了測量精度。本發明測量方法在檢測電壓信號經過漢寧窗函數處理的基礎上，進一步采用了單譜線插值算法，對非整數周期采樣造成的頻率計算誤差進行修正，同時對截斷效應產生的頻譜幅值誤差進行了修正，進一步提高了測量方法的精度。

技術領域

本發明屬于傳感器測量技術領域，具體涉及一種接觸電阻的在線測量系統及測量方法。

背景技術

對導體間呈現的電阻稱為接觸電阻，接觸電阻測量屬于微電阻測量，因其電阻值很小，難以精確地測量。電器產品的插頭擠入插座中，或排針與其連接座之間都有接觸電阻存在。特別地，在交流接觸器與繼電器產品中，接觸電阻為一項重要技術參數，在出廠之前必須對繼電器每組觸點接觸電阻分別進行測量，對于測量結果不合格的產品將予以淘汰。隨著產品使用年限的增長，其接觸電阻阻值可能會不斷增大，導致正常工作時連接處發熱，發熱嚴重時產品可能存在安全隱患。綜上所述，精確地測量出接觸電阻，尤其是測量它在工作時的阻值是非常有必要的。

目前存在的大多數接觸電阻測量裝置采用的測量原理為開爾文四線測量法，其利用已知的恒定電流激勵被測接觸對，通過放大并測量接觸對電壓來計算被測阻值，該方法消除了線路阻抗對測量結果的影響，如公開號為104849559A的中國專利技術。但是，該類方法一方面為了達到較高的分辨率，就必須提高電壓放大器的放大倍數或者提高激勵電流，由此帶來了噪聲增大、穩定性差的問題；另一方面，接觸電阻的大小與接觸件材料、正壓力、工作電壓、工作電流、頻率等都有關系，如接觸器在通過不同電流時的接觸電阻就存在差異。該測量方法只能斷電離線測量出電阻值，無法在線測量出工作時的接觸電阻，因此存在一定的測量誤差與缺陷；其次，開爾文四線測量法是一種非隔離的測量方案，在不清楚被測電路的工作狀態下對其進行測量，被測回路的強電信號可能耦合至測量電路中，危及人身安全，而且開爾文四線測量裝置結構復雜，造價較高。

發明內容

鑒于上述，本發明提供了一種接觸電阻的在線測量系統及測量方法，其裝置成本較低，測量方法簡便，同時也能達到較高的測量精度。

一種接觸電阻的在線測量系統，包括數字控制器、驅動電路、半橋型DC-AC電路、諧振電路、測量電路以及信號采樣調理電路；其中：

所述驅動電路與數字控制器相連，用于將數字控制器提供的兩路驅動信號進行放大后輸出，分別控制半橋型DC-AC電路中兩個開關管的通斷；

所述半橋型DC-AC電路受數字控制器的驅動信號控制，從而輸出方波信號；

所述諧振電路用于將半橋型DC-AC電路輸出的方波信號轉換成交流電壓信號；

所述測量電路由接觸電阻、電感和電容串聯或并聯組成且通過電感與諧振電路耦合，其以所述交流電壓信號作為工作電壓，通過阻尼振蕩產生包含接觸電阻阻值信息的測量電壓信號并傳送給諧振電路；

所述信號采樣調理電路與諧振電路相連，用于對諧振電路接收到的測量電壓信號進行采樣及調理整形，輸出檢測電壓信號；

所述數字控制器與信號采樣調理電路相連，用于根據所述檢測電壓信號分析計算出接觸電阻的阻值。

一種接觸電阻的在線測量方法，包括如下步驟：

(1)構建一個由接觸電阻、電感和電容串聯或并聯組成的測量電路；

(2)通過電感耦合的方式給所述測量電路施加一個電激勵，使得該電路具有任一初始狀態，然后撤銷電激勵，此時測量電路處于閉合回路并產生阻尼振蕩響應；