一种电子式介质损耗因数标准器及其控制方法技术

本发明专利技术涉及电力设备电容量和介质损耗因数测量领域，提供了一种电子式介质损耗因数标准器及其控制方法，要解决的技术问题为如何实现通过电子方式调节介质损耗因数和电容量；其结构包括标准电容C0、电阻R和补偿电容C、四象限乘法型D/A转换器DA1、DA2、运算放大器OPA1、OPA2、OPA3和OPA4和放大电路K。该标准器具备通过电子方式调节介质损耗因数和电容量的功能，与传统介质损耗因数标准器相比，精度更高、电路简单、调试更加方便。调试更加方便。调试更加方便。

【技术实现步骤摘要】
一种电子式介质损耗因数标准器及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电力设备电容量和介质损耗因数测量领域，特别涉及一种电子式介质损耗因数标准器及其控制方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
[0003]电容量和介质损耗因数(下称介损)是电容器或电力电容性设备的重要指标，介质损耗因数测量仪(下称介损仪)是测量电容量和介损的常规仪器，校验介损仪时需要用到介质损耗因数标准器。
[0004]电阻r和电容c串联，其等效介损为：
[0005]tgδ＝ωcr
[0006]ω＝2πF，F为频率。目前采用的方法是电容不变，通过改变电阻阻值的方法获得不同的介质损耗因数，而改变电阻的阻值需要用若干电阻和若干继电器切换以得到不同的总电阻值。这种方法的缺点是：(1)需要若干高精度电阻，(2)继电器的工作不够可靠，(3)杂散电容的影响使得每个介损标准值都需要单独校准，其调试工作量较大。
[0007]为了获得不同的电容量，一般采用修改放大器增益的方法获得，这样也需要若干电阻和若干继电器切换改变放大器的增益，其电路也比较复杂。

技术实现思路

[0008]为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种电子式介质损耗因数标准器及其控制方法，具体为能够通过电子方式高度线性的调节介损和电容量的电子式介质损耗因数标准器。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]第一个方面，本专利技术提供了一种电子式介质损耗因数标准器。
[0011]一种电子式介质损耗因数标准器，包括
[0012]第一电容，第一电容的高压端连接外部电压，低压端连接第一运算放大器的负输入端，第一运算放大器的正输入端接地，第一运算放大器的输出端分别连接第一电阻的一端、第一数控电压比例衰减器的输入端和第二数控电压比例衰减器的输入端，第一电阻的另一端连接第一运算放大器的负输入端；第一数控电压比例衰减器的输出端经过反相放大器连接第二电容的一端，第二电容的另一端连接第一运算放大器的负输入端；第二数控电压比例衰减器的输出端经放大电路连接到电流输出端；
[0013]所述第一数控电压比例衰减器和第二数控电压比例衰减器均连接处理器；通过处理器控制第一数控电压比例衰减器改变电子式介质损耗因数标准器的介质损耗因数，通过处理器控制第二数控电压比例衰减器改变电子式介质损耗因数标准器的电容量。
[0014]进一步地，所述第一数控电压比例衰减器包括第一D/A转换器和第二运算放大器，所述第一D/A转换器的参考电压输入端连接第一运算放大器的输出端，第一D/A转换器的电
流输出端连接第二运算放大器的负输入端，第二运算放大器的正输入端接地，第二运算放大器的输出端连接第一D/A转换器的负反馈电阻引出端。
[0015]更进一步地，所述第一D/A转换器采用四象限乘法型D/A转换器。
[0016]进一步地，所述反相放大器包括第二电阻、第三电阻和第三运算放大器，所述第二电阻的一端连接第一数控电压比例衰减器的输出端，即第二运算放大器的输出端，另一端连接第三运算放大器的负输入端，第三运算放大器的正输入端接地，第三运算放大器的输出端分别连接第三电阻的一端和第二电容的一端，第三电阻的另一端连接第三运算放大器的负输入端。
[0017]进一步地，所述第二数控电压比例衰减器包括第二D/A转换器和第四运算放大器，所述第二D/A转换器的参考电压输入端连接第一运算放大器的输出端，第二D/A转换器的电流输出端连接第四运算放大器的负输入端，第四运算放大器的正输入端接地，第四运算放大器的输出端连接第二D/A转换器的负反馈电阻引出端。
[0018]更进一步地，所述第二D/A转换器采用四象限乘法型D/A转换器。
[0019]更进一步地，所述第四运算放大器的输出端还连接放大电路的输入端，放大电路的输出端连接到电流输出端。
[0020]进一步地，所述第一数控电压比例衰减器中的第一D/A转换器的数字端和第二数控电压比例衰减器中的第二D/A转换器的数字端均连接处理器。
[0021]进一步地，第一运算放大器输出的电压经过第一数控电压比例衰减器和反相放大器的数控衰减后，通过第二电容形成负反馈。
[0022]第二个方面，本专利技术提供了一种电子式介质损耗因数标准器的控制方法。
[0023]一种电子式介质损耗因数标准器的控制方法，包括：
[0024]在第一个方面所述的电子式介质损耗因数标准器接入外部电压，放大电路输出端得到输出电流，由此得到一个包含电容量和介质损耗因数的模拟阻抗；
[0025]通过处理器调节第一数控电压比例衰减器中第一D/A转换器的数字改变介质损耗因数；
[0026]通过处理器调节第二数控电压比例衰减器中第二D/A转换器的数字改变电容量。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0028]1、本专利技术采用处理器控制写入第一D/A转换器的数字，以调节电子式介质损耗因数标准器的介质损耗因数，从而避免了使用数量众多的电阻和继电器，大大简化了电路，提高了可靠性。由于第一D/A转换器具有很高的线性度，一般只需要校准介损的最大值，其中间介损值只需要线性地修改写入第一D/A转换器的数字即可，从而大大简化了调试工作量。
[0029]2、本专利技术采用处理器控制写入第二D/A转换器的数字，以调节电子式介质损耗因数标准器的电容量，从而避免了使用电阻和继电器调节，大大简化了电路，提高了可靠性，校准电容量只需要通过软件进行，而无需改动硬件。
附图说明
[0030]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0031]图1为本专利技术的电子式介质损耗因数标准器的电路图。
具体实施方式
[0032]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0033]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0034]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0035]需要理解的是，在本专利技术实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
[0036]本专利技术中，术语如“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本专利技术中的具体含义，不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子式介质损耗因数标准器，其特征在于，包括：第一电容，第一电容的高压端连接外部电压，低压端连接第一运算放大器的负输入端，第一运算放大器的正输入端接地，第一运算放大器的输出端分别连接第一电阻的一端、第一数控电压比例衰减器的输入端和第二数控电压比例衰减器的输入端，第一电阻的另一端连接第一运算放大器的负输入端；第一数控电压比例衰减器的输出端经过反相放大器连接第二电容的一端，第二电容的另一端连接第一运算放大器的负输入端；第二数控电压比例衰减器的输出端经放大电路连接到电流输出端。2.根据权利要求1所述的电子式介质损耗因数标准器，其特征在于，所述第一数控电压比例衰减器包括第一D/A转换器和第二运算放大器，所述第一D/A转换器的参考电压输入端连接第一运算放大器的输出端，第一D/A转换器的电流输出端连接第二运算放大器的负输入端，第二运算放大器的正输入端接地，第二运算放大器的输出端连接第一D/A转换器的负反馈电阻引出端。3.根据权利要求2所述的电子式介质损耗因数标准器，其特征在于，所述第一D/A转换器采用四象限乘法型D/A转换器。4.根据权利要求1所述的电子式介质损耗因数标准器，其特征在于，所述反相放大器包括第二电阻、第三电阻和第三运算放大器，所述第二电阻的一端连接第一数控电压比例衰减器的输出端，另一端连接第三运算放大器的负输入端，第三运算放大器的正输入端接地，第三运算放大器的输出端分别连接第三电阻的一端和第二电容的一端，第三电阻的另一端连接第三运算放大器的负输入端。5.根据权利要求1所述的电子式介质损耗因数标准器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：任守华，任翔，曲利，田川，王建国，杨竹梅，刘爱勇，刘梦歌，张学敏，
申请(专利权)人：济南泛华电气有限责任公司，
类型：发明
国别省市：