[發(fā)明專利]一種在線接地電阻快速測量系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811255566.3
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109374976A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃之杰;王艷艷;王淑玲;胡瑩;王婭;耿夫利;畢泗昌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍空軍勤務(wù)學院
• 主分類號: G01R27/20
• 分類號: G01R27/20
• 代理公司: 徐州市三聯(lián)專利事務(wù)所 32220
• 代理人: 周愛芳

1.一種在線接地電阻快速測量系統(tǒng)，其特征在于，包括處理器、正弦交流激勵電路模塊、信號采集模塊、信號調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、串口通信模塊、液晶顯示模塊、輸入保護電路和電源模塊；其中，信號采集模塊包括鉗電流信號處理模塊和電壓信號前端模塊；

所述信號采集模塊依次與輸入保護電路、信號調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、處理器的輸入端相連，處理器的輸出端與液晶顯示模塊，通過信號采集模塊采集電壓電流的模擬信號，經(jīng)過信號調(diào)理電路輸出適合模數(shù)轉(zhuǎn)換電路處理的電壓電流信號，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換送給處理器，處理器對采集到的電壓電流數(shù)據(jù)進行處理，計算出接地電阻及其相關(guān)參數(shù)，并通過液晶顯示模塊進行顯示；

所述串口通信模塊與處理器相連，可與各種帶串行接口的設(shè)備進行雙向通信，組成網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)；

所述正弦交流激勵電路模塊一方面與處理器相連，另一方面與輸入保護電路相連，通過正弦交流激勵電路模塊自動調(diào)整激勵源頻率，避開地網(wǎng)最大干擾頻率，進而提高接地電阻測量精度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在線接地電阻快速測量系統(tǒng)，其特征在于：所述正弦交流激勵電路模塊包括74HC595芯片和BF504F芯片；將要輸出的正弦波形取樣數(shù)據(jù)預先順序存放到BF504F芯片存儲區(qū)，然后在時鐘的控制下，順序的從BF504F芯片存儲區(qū)讀出，再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換，低通濾波后就能得到預定頻率的正弦波形信號。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在線接地電阻快速測量系統(tǒng)，其特征在于：所述串口通信模塊包括USB接口、CP2102芯片、光耦開關(guān)；

USB接口的第1引腳接電源，USB接口的第4引腳接地，USB接口的第2引腳通過連接電感與CP2102芯片的第5引腳相連，USB接口的第3引腳通過連接電感與CP2102芯片的第4引腳相連，CP2102芯片的第26引腳通過連接電感與光耦開關(guān)Ⅰ相連，CP2102芯片的第25引腳與光耦開關(guān)Ⅱ相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在線接地電阻快速測量系統(tǒng)，其特征在于：所述鉗電流信號處理模塊包括鉗電流傳感器、RC低通濾波電路、第一放大器、第二放大器；對采集的鉗電流進行一階RC低通濾波，再由第一放大器、第二放大器對信號進行兩級放大；

鉗電流通道第一級增益通過SW6開關(guān)來選擇一級放大倍數(shù)；當SW6開關(guān)處在端子3上時，實現(xiàn)30倍的放大；當SW6開關(guān)處在端子5上時，實現(xiàn)3倍的放大；鉗電流通道第二級增益通過SW7開關(guān)來選擇二級放大倍數(shù)；當SW7開關(guān)處在端子2上時，實現(xiàn)100倍的放大；當SW7開關(guān)處在端子1上時，實現(xiàn)10倍的放大；這兩級放大能夠?qū)崿F(xiàn)30、300、3000倍放大，根據(jù)實際不同的電流等級輸入，選擇不同的放大倍數(shù)；當鉗電流輸入25mA時，選擇3000倍放大，當輸入250mA時，選擇30倍放大。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種在線接地電阻快速測量系統(tǒng)，其特征在于：鉗電流傳感器采用霍爾傳感器放置在鐵芯回路中作為電流傳感器；

輸入的鉗口電流信號經(jīng)過霍爾元件將磁通大小轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的電壓信號，通過后端的信號調(diào)理電路進行調(diào)零、衰減、放大、濾波處理后送出；

所述信號調(diào)理電路由兩個差分電路構(gòu)成；兩個差分放大電路分別把輸入輸出信號，放大3倍，再加載在調(diào)零電阻RT1上；當未加測量信號時，由于干擾線號的存在或者測量電路電阻的溫漂的原因，當輸入為0，輸出不一定為0，因此加上調(diào)零電阻RT1，可在測量未開始時先對其進行校準，使得輸入為0時輸出也為0，這樣測得有用信號才能更加的真實準確；電容C49是相位補償電容，補償高頻干擾信號引起的相位漂移，使放大器工作在線性工作區(qū)；電容C121是退偶電容，濾除供電電源的紋波，使得放大器的供電更加的穩(wěn)定，從而排除了電源的不穩(wěn)定，給測量結(jié)果帶來的誤差。