[實用新型]抑制差動電阻傳感器電纜對地漏電及共模干擾的裝置

有效

• 申請號: 201921467402.7
• 申請日: 2019-09-05
• 公開（公告）號: CN210954175U
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發明（設計）人: 鄒勇軍;雷霆;趙初林
• 申請（專利權）人: 基康儀器股份有限公司
• 主分類號: G01R27/20
• 分類號: G01R27/20;G01R31/08
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 高麗萍

本實用新型涉及一種抑制差動電阻傳感器電纜對地漏電及共模干擾的裝置，該裝置包括依次連接的可控電流恒流差分激勵電路、誤差放大電路和差分測量電路，可控電流恒流差分激勵電路相對大地呈高阻抗特性的激勵及差分測量電路使得殘余大地噪聲干擾的影響呈現為共模干擾特性，由差分測量電路的高共模抑制比特性去除殘余的共模干擾，并通過誤差放大電路強制差動電阻傳感器兩電阻臂的公共端電位值與大地電位之間的電壓幾乎為零，從而保證流經電纜芯線對地漏電阻抗的電流幾乎為零，同時大幅降低漏電電流及噪聲干擾電流，最大限度地保證流經差動電阻傳感器兩個電阻臂的電流相等，從而保證電阻比測值的準確性。

技術領域

本實用新型用于水庫大壩、橋梁、道路邊坡等公共設施穩定性的安全監測以及地質災害監測等領域，具體涉及一種主動抑制差動電阻傳感器電纜對地漏電及共模干擾的裝置。

背景技術

通常情況下，采用五線式測量方法測量差動電阻式傳感器參數，如圖1所示的常規五線測量原理圖。其中，Rs1、Rs2為差動電阻傳感器的兩電阻臂，Iex為激勵電流，L-a、L-b、L-c、L-d、L-e為電纜芯線，Ra、Rb、Rc、Rd、Re為電纜芯線內阻，Za、Zb、Zc、Zd、Ze為電纜芯線對地漏電阻抗，Vb、Vc、Vd為電壓測量端，Zg為測量設備對地阻抗，Vg為大地干擾噪聲電壓。測量時，其中L-a與L-e兩線用于將激勵電流(或電壓)Iex加載到電阻比傳感器，通過測量Vb與Vc間電壓Vbc、Vc與Vd間電壓Vcd得到電阻比值，在保證測量電路高輸入阻抗及電纜芯線對地漏電阻抗Za、Zb、Zc、Zd、Ze足夠高的前提下，流經L-b、L-c、L-d三條電纜芯線的電流及流經漏電阻抗Za、Zb、Zc、Zd、Ze的電流可忽略不計，即可準確測量到電阻比值。一般地，在現場噪聲干擾較小、電纜絕緣電阻高于100KΩ以上時，噪聲干擾耦合電流、漏電電流基本不影響測量準確度。

差動電阻傳感器及其電纜一般都埋設于地下，很難保證地下水及潮濕氣體對電纜的侵蝕，導致電纜對地絕緣電阻降低產生漏電；因電纜線對地分布電容的存在，大地電流形成的噪聲干擾也會通過分布電容耦合到測量電路，從而影響到測值的準確性。對地絕緣阻抗越低、干擾噪聲信號越強，造成的測量誤差越大，嚴重時導致測值不可使用。

實用新型內容

為了避免在電纜受潮后電纜芯線對地漏電阻抗降低帶來漏電流增加，以及存在較強的大地噪聲時經電纜分布電容耦合帶來的干擾電流增強，影響測量差動電阻傳感器的電阻比測值的準確性等問題，本實用新型提供一種硬件設計——抑制差動電阻傳感器電纜對地漏電及共模干擾的裝置，可控電流恒流差分激勵電路相對大地的高阻抗的激勵及差分測量電路使得殘余大地噪聲干擾的影響呈現為共模干擾特性，由差分測量電路的高共模抑制比特性去除殘余的共模干擾，并通過誤差放大電路強制差動電阻傳感器兩電阻臂的公共端電位值與大地電位值相等，從而保證電纜芯線對地漏電電流幾乎為零，同時大幅降低其它芯線對地漏電電流及噪聲干擾電流，最大限度地保證流經差動電阻傳感器兩個電阻臂的電流相等，從而保證電阻比測值的準確性。

本實用新型所采用的技術方案如下：

一種抑制差動電阻傳感器電纜對地漏電及共模干擾的裝置，其特征在于，包括依次連接的可控電流恒流差分激勵電路、誤差放大電路和差分測量電路，

所述可控電流恒流差分激勵電路為產生平衡對稱激勵電流激勵信號來激勵差動電阻傳感器的電子電路，并具有差動電阻傳感器中間抽頭電位追蹤控制端；

所述誤差放大電路為放大差動電阻傳感器中間抽頭電位與大地電位之間的電位差的電子電路，并輸出控制電平連接至可控電流恒流差分激勵電路的差動電阻傳感器中間抽頭電位追蹤控制端；

所述差分測量電路包括多路電子開關、激勵電流測量端以及與可控電流恒流差分激勵電路相對應的對地高阻的差分放大及濾波電路，所述差分放大及濾波電路具有高共模抑制比特性并通過多路電子開關與差動電阻傳感器相連。