一种伏安相位表的简便校准装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及伏安相位表的校准技术。其电路主要由输入选择开关、Ｉ／Ｖ转换器、可编程增益放大器、存储器、按键、微控制器和液晶屏等硬件构成，可编程增益放大器、Ａ／Ｄ转换器和微控制器构成一个反馈回路；可编程增益放大器由数字电位器和运算放大器组合实现。本实用新型专利技术不仅操作简便，且由于采用分段校准的方式，降低了对互感器和运算放大器的性能指标要求，即便非专业人员亦可完成仪表的校准工作。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电工测量仪表，具体地说是测量电压、电流、相位等电参数的双钳 型伏安相位表。
技术介绍
目前较为常见的SMG2000、 ML12等双钳伏安相位表，是继电保护工、校表工和线路装修 工的通用测量工具。该表在测量电压、电流时，测量信号通过互感器进入仪表，然后由运算 放大器放大，通过A/D采样，计算得到信号的真实有效值。由于互感器和运算放大器存在线 性和漂移等问题，致使输入信号经过这些器件后出现偏差，故此需要对测量结果进行校准， 以便得到信号的真实有效值。传统SMG2000等双钳伏安相位表采用的校准办法是使用电位 器调整硬件电路参数，即调节一个低点和一个最高点，利用这两个点使运算放大器形成一个 线性放大电路，从而实现校准。这种校准办法存在的缺点是由于互感器的调整特性曲线并 非理想的线性关系，所以会造成测量范围受限，且校准工作操作复杂，需专业人员才能完成， 难以推广应用。
技术实现思路
本技术的目的在于解决校准工作操作复杂的问题，提供一种伏安相位表的简便校准 装置。本技术是这样实现的硬件电路主要由输入选择开关J、 1/V转换器、可编程增益放 大器、A/D转换器、微控制器、存储器、按键和液晶屏构成，可编程增益放大器、A/D转换器 可分别或一起集成在微控制器内部，也可独立于微控制器外部。可编程增益放大器用来将信 号进行放大；存储器用来保存计算出的校准系数；按键用来确认标准信号已经输给仪表；液 晶屏用来指示需要输入的标准信号的信号值；微控制器中含有程序软件，用以控制所有硬件, 完成校准功能。其中，由可编程增益放大器、A/D转换器和微控制器构成一个反馈回路，微 控制器根据通过A/D转换器获得的可编程增益放大器的输出，判断输入信号的幅度，然后根 据信号的幅度调整可编程增益放大器的增益。对本技术进行校准操作时先让仪表进入校准工作状态，随后只需按照液晶屏的提示输给仪表标准信号，最后操作按键，确认信号已经输给仪表即可。本技术不仅操作简单、实用，而且由于采用自动分段校准的方式，降低了对互感器 和运算放大器的性能指标要求，方便生产调试，即便使非专业人员亦可完成仪表校准工作。附图说明图l.本技术的电路结构示意图 图2.自动校准的计算原理图具体实施方式图2为本技术校准的计算原理将经过互感器和可编程增益放大器整理过的信号X 和输入真实值Y作为变量，得到一条特性曲线。将特性曲线划分为若干段，将每个段近似为 线性变化。这样就将每个段看成一条直线，符合二元一次方程的特征曲线Y-KX+B。然后以二 元一次方程的特性，在每条直线上取顶端B和底端A两点，通过计算得到该条直线的特征参 量K和B值。当X在xl到x2范围变化时，将x代入方程Y-KX+B，得到的Y值就是测量的结 果。图l显示了本实施例的电路结构系由输入选择开关J 、 IA转换器、可编程增益放大 器、存储器、按键、微控制器和液晶屏等硬件构成，微控制器内部主要含有A/D转换器、内 核组件。互感器、输入选择开关J、 1/V转换器构成信号的输入级，实现信号的输入；可编程增益 放大器由数字电位器W和运算放大器实现，用做增益调整电路，来放大信号；存储器负责存 储校准系数K和B值按键用来确认标准信号已经输给仪表；液晶屏用来指示需要输入的标 准信号的信号值；由微控制器内核中的程序来控制可编程增益放大器、A/D转换器、键盘、 液晶屏和存储器，完成校准功能。本实施例之校准功能的实现以电流校准为例，将电流分为100mA、 1A、 IOA三个量程； 将可编程增益放大器的增益按照量程分别设置为nl、 n2、 n3;校准点设置在100mA量程时 为(0mA, lOOraA)，在1A量程时为(100mA, 1A)，在10A量程时为(1A， 10A)。校准lOOmA量程的流程如下 '1. 将可编程增益放大器的增益设置为nl:2. 在液晶屏上显示0mA:3. 用户按照提示输入0mA电流信号，然后触发按键；4. 按键触发后，仪表对信号进行采样，计算采样值的均方根值得到XI值；5. 在液晶屏上显示lOOraA;6. 用户按照提示输入100mA电流信号，然后触发按键；7. 当仪表检测到有按键触发后，对信号进行采样，计算采样值的均方根值得到X2值；8. 利用二元一次方程公式得到下面方程组-0 = JWQ + B ; (1)100 = K*X2 + B; (2)解方程组即可以得到K和B值，lOOmA档校准完成。 1A和10A档校准方式与100mA档相同。当全部点校准完成后将得到的三组K和B值存入 存储器，校准完毕。权利要求1. 一种伏安相位表的简便校准装置，其电路主要由输入选择开关J、I/V转换器、可编程增益放大器、A/D转换器、微控制器、存储器、按键和液晶屏构成，其特征在于由可编程增益放大器、A/D转换器和微控制器构成一个反馈回路。2. 根据权利要求1所述的伏安相位表的简便校准装置，其特征在于可编程增益放大器 由数字电位器W和运算放大器组合实现。3. 根据权利要求1所述的伏安相位表的简便校准装置，特征在于可编程增益放大器、A/D转换器分别或一起集成在微控制器内部，也可独立于微控制器外部。专利摘要本技术涉及伏安相位表的校准技术。其电路主要由输入选择开关、I/V转换器、可编程增益放大器、存储器、按键、微控制器和液晶屏等硬件构成，可编程增益放大器、A/D转换器和微控制器构成一个反馈回路；可编程增益放大器由数字电位器和运算放大器组合实现。本技术不仅操作简便，且由于采用分段校准的方式，降低了对互感器和运算放大器的性能指标要求，即便非专业人员亦可完成仪表的校准工作。文档编号G01R35/00GK201116932SQ20072003282公开日2008年9月17日 申请日期2007年9月20日 优先权日2007年9月20日专利技术者穆明健 申请人:西安爱邦电气有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伏安相位表的简便校准装置，其电路主要由输入选择开关Ｊ、Ｉ／Ｖ转换器、可编程增益放大器、Ａ／Ｄ转换器、微控制器、存储器、按键和液晶屏构成，其特征在于：由可编程增益放大器、Ａ／Ｄ转换器和微控制器构成一个反馈回路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：穆明健，
申请(专利权)人：西安爱邦电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]