[其他]快速多功能扣式銀鋅電池測試儀

無效

• 申請號: 86202131
• 申請日: 1986-04-08
• 公開（公告）號: CN86202131U
• 公開（公告）日: 1987-09-02
• 發明（設計）人: 何永江;祖廣安;孔占禮;杜永太
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型屬于對裝于測試儀器中的二次電池的質量測量。

隨著各種微型電子儀器的發展，各種鈕扣電池也隨之發展起來了，由于鈕扣電池是電子儀器的能源，因此它的質量的好壞，將直接影響到儀器的測試精確度和正常使用。衡量電池質量的指標有：容量、內阻、泄漏等，其中以容量指標最為主要。鈕扣電池在通常情況下其端電壓是很穩定的，直到能量將耗盡時，此電壓才急劇下降（見圖1）。在現有技術中，電池的容量是用放電電流與放電時間的乘積來表征的，亦即規定一定值電阻，由電池對此進行慢放電，該放電時間的長短就可得知其容量的多少，而電池在測試后其能量亦被耗盡，因此稱為“破壞性測量”。這種方法現用于大批量電池生產的檢測中，它以抽樣檢驗的辦法作為對整個批量電池的測試，顯然這樣必然會造成某些不及格產品的漏網，而且檢驗的時間因其放電時間過長而過慢，因而不能滿足生產要求。

本實用新型是一種非破壞法快速多功能扣式銀鋅電池測試儀。其工作原理為電池在大電流放電的情況下（即負載電阻較小時），其放電曲線如圖2所示，其中在t₁和t₂這一段呈直線狀態，且V₁－V₂愈大（即α角愈大），電池的殘存容量就愈小，將t₁、t₂時間為一定值，測出Δt時間內的ΔV（即V₁與V₂之差），就可測知電池的電容量。由于本測試儀所用的放電時間（t₁和t₂）很短，只有5秒鐘，因此測試時間亦很短，再從電池容量損耗方面來說，經實測損耗量極小，因此這是一種非破壞性的快速測試法。圖3是本測試儀的方框圖，它由放電電阻選擇器1、裝電池的測試頭2、繼電器3、5、恒流源（恒流負載）4、時控電路6、采樣——保持電器7、8、差動放大器9、表頭10、基準電壓13、比較器11、不合格顯示器12組成。這種測試儀既可測電池容量、也可測電池的內阻和端電壓，所以是一種快速、多功能的測試儀。（1）測量電池的容量，先由被測電池的端電壓與基準電壓通過比較器12相比，若端電壓小于基準電壓，則表示電容的容量不合格，由不合格顯示器12將其顯示。若端電壓大于基準電壓，則由比較電路11輸出一個信號給時控電路，以進行測量。時控電路是一個能發出標準時間信號並對采樣保持器按要求進行控制操作的電路，按照上述測試電容的工作原理，在31.2ms、5s兩個時間，由時控電路6分別向采樣保持器7、8發出控制信號，采樣保持器就取得在t₁、t₂這一瞬間的電壓值，將此二值送到差動放大器放大並運算，其測試值由表頭10顯示。（2）電池內阻測量，其模似電路如圖4所示，圖中E為電池的開路電壓，R為電池的內阻，I為恒流負載。放電開始，恒流負載控制開關K接通，使恒流負載控制電池放電電流恒為1mA，用兩采樣器分別采集Oms和2s時的電池電壓E和V，一并輸入到差動放大器運算放大，並由表頭示出此內阻值。在本測試儀中，將開關置于“內阻檔”，J₂相當于控制開關，用恒流負載4、時控電路6、采樣一保持電路7、8、差動放大器9、表頭10，就可測得電池的內阻。（3）電池電壓的測量，將電池與選定的負載電阻（7.5KΩ或1.5KΩ）相串連構成回路，使其端電壓E經分壓衰減，然后輸入到差動放大器9，並由表頭10將其指示。方框中的J1為一繼電器，它使電池裝入測量頭1秒鐘后時基電路接通，電池開始放電，以避免因裝電池造成的誤差。

圖5為本實用新型的實施例，圖中由集成塊A₁、A₂等組成的比較線路，由穩壓管D₅、電容C₈、C₉、電阻等組成的基準電壓電路，由對稱性較高的FH₁型對管T₁、T₂與兩對稱電阻R₁₂、R₁₃組成的能產生1mA電流的恒流源（恒流負載），由集成運放FO32（A₅）和4個匹配電阻組成的差動放大電路，由時基電路、分頻電路、計數器和控制電路組成的時控電路，由LF398集成塊和儲存電容器C₁₃、C₁₄等組成的采樣保持電路以及表頭、顯示器、轉換開關、匹配或選擇測試范圍用的電阻而組成。本電池測試儀中的時控電路是一種時間精確度很高的電路，其時基電路為一鐘表集成電路，它由晶體振蕩級、整形倒相級、16級二分頻電路、窄脈沖形成級及復位電路組成。電路最后輸出精度很高的脈寬為31.25ms、周期為2s的兩脈沖信號，經分頻和計數器，最后為31.2ms和5s的兩個時間脈沖信號，作為電池容量測量時用，另外是OS和2S的時間脈沖信號，則作為測量電池內阻時用。時基電路由于石英晶體振蕩鐘表集成電路所以所發出的時間信號非常準確，且結構簡單、價格低廉，將此電路用于本測量儀使電池測試儀的性能大為改善。本測試儀中所采用的采樣一保持電路，是采用了LF398采樣保持集成塊和電容量值為0.33μf的聚苯乙烯的儲存電容器，此電路具有較高的輸入阻抗和較低的輸出阻抗、低輸出下降率低噪音和溫度漂移小，由于電容值大，因此這種采樣一保持電路轉化時間很短，而跟蹤時間較長，由此測出的電池端電壓值精度很高。以上所述有關時基電路和采樣一保持電路的特點，使本實用新型的測量精確度較高、結構簡單、價格較便宜。此外本測試儀為了適應范圍廣，可對各種不同容量規格的電池進行測量，儀表上設有選擇電阻，且表頭的指示以百分比表示。