全自动负载箱测试仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种全自动负载箱测试仪，包括PC机、其特征在于：还包括DSP控制模块、AD采样模块、D/A转换模块、数控线性电源，所述PC机通过CAN总线与DSP控制模块通信，所述DSP控制模块与D/A转换模块连接，所述D/A转换模块与数控线性电源相连接，所述数控线性电源与待测负载箱连接输送稳定的电压信号，所述待测负载箱与AD采样模块连接，AD采样模块与DSP控制模块连接。本实用新型专利技术解决了现有技术中负载箱校验仪测量精度较低、显示位数不足、测试速度慢的问题。本实用新型专利技术提供了一种可以实现对负载箱高精度自动测试的装置，并且具有报表储存、出具、打印等功能。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电力计量相关的负载箱测试自动检测装置，可以检测电流负载箱、电压负载箱的误差精度等级是否符合相关的规范，属于电力系统计量检测

技术介绍
目前负载箱的检定使用校验仪过程中效率比较低，接线比较复杂。原有的校验仪的精度与显示位数不足，原有负荷箱的检测有两种方法一种是采用电工式互感器校验仪整检台，此种方法测量精度高，测量范围也比较宽，但测试速度慢，而电子式互感器校验台一般不具有测量负荷箱特别是测量大容量负荷箱的功能。另一种方法需要外接调压器升流器，隔离电压互感器等，而且由于互感器校验仪本身的精度不高，造成测量结果误差较大。 两种方法都存在着同一问题，不能出具各种报表或证书，而且数据备份维护以及与电力MIS 系统的连接都存在着较大的问题。由于上述种种原因，对于要求一年一检的负荷箱，各电科院、电力局、各地质量技术监督局都觉得检定与校验负荷箱是一项费时费力的工作。
技术实现思路
为了解决现有技术中负载箱校验仪测量精度较低、显示位数不足、测试速度慢的问题。本技术提供了一种可以实现对负载箱高精度且能够自动测试的装置，并且具有报表储存、出具、打印等功能。本技术全自动负载箱测试仪的工作原理目前电流、电压负载箱都是采用电工式原理，通过电阻和电感的串联方式来取得相应的阻抗和导纳的大小。为了准确测量电流负载箱的阻抗，通过控制数控线性电源输出一个稳定的电流信号到电流负载箱的接线端子上，通过AD采样模块采样接线端子上的电压信号的大小和与电流信号的角度差，可以计算出相应的电阻和电抗的大小。为了准确测量电压负载箱的导纳，通过控制数控线性电源输出一个稳定的电压信号到电压负载箱的接线端子上，通过AD采样模块采样回路中的电流信号的大小和与电压信号的角度差，可以计算出相应的电导和电纳的大小。使用AD采样模块采样到电压和电流信号的大小后，通过快速傅立叶FFT算法可以计算出两路信号的角度差，通过相应的三角函数计算可以求出阻抗和导纳的大小。例如假设采样到的电压为U，电流为I，相位差为a (单位为度)；电流负载箱电阻 R=U/I*C0Sa;电抗 X=U/I*SINa;电压负载箱电导 G=I/U*C0Sa;电纳 B=_I/U*SINa;为了达到上述目的，本技术所采取的技术方案是一种全自动负载箱测试仪，包括PC机、其特征在于还包括DSP控制模块、AD采样模块、D/A转换模块、数控线性电源，所述PC机通过CAN总线与DSP控制模块通信，所述DSP 控制模块与D/A转换模块连接，所述D/A转换模块与数控线性电源相连接，所述数控线性电源与待测负载箱连接输送稳定的电压信号，所述待测负载箱与AD采样模块连接，AD采样模块与DSP控制模块连接。前述的一种全自动负载箱测试仪，其特征在于所述PC机包括人机交互界面、数据库模块、通讯模块、MIS接口模块。前述的一种全自动负载箱测试仪，其特征在于所述DSP控制模块采用LFM07A芯片。前述的一种全自动负载箱测试仪，其特征在于所述AD采样模块采用14位的 MAX125芯片，具有8通道同步采样功能。前述的一种全自动负载箱测试仪，其特征在于所述D/A转换模块采用14位的 AD7538芯片，用来控制调节数控线性电源的输出电压大小。前述的一种全自动负载箱测试仪，其特征在于数控线性电源采用单片机控制的三极管甲类放大模式，设置有0 — 5V模拟输入接口，输出电压正比于输入电压。前述的一种全自动负载箱测试仪，其特征在于所述PC机的USB接口与USB-CAN 转换板的USB接口连接，所述USB-CAN转换板的CAN总线接口与DSP控制模块的CAN接口连接。本技术的有益效果是全自动负载箱测试仪是以个人计算机PC为人机操作界面，以数字信号处理器DSP为控制器，以数字程控线性电源为激励源的自动测量装置。全自动负载箱测试仪采用全新的设计，将调压器、升流器、隔离电压互感器融为一体，同时也扩大了量程范围。在检定负荷箱的过程中，不需要外接任何设备，接线也很简单，同时该仪器上位机为PC，采用大屏幕液晶显示器，显示直观，操作方便；上位管理软件采用数据库系统，可以方便的储存测试结果，出具报表；预留MIS系统接口，可以和上位MIS系统无缝连接。附图说明图1本技术全自动负载箱测试仪的系统结构图；图2本技术全自动负载箱测试仪的软件构成图；图3本技术主电路框图；图4本技术参数计算原理框图；图5本技术CAN总线通信电路框图；图6本技术DA部分电路原理图；图7本技术AD部分电路原理图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步的描述。如图所示，全自动负载箱测试仪，包括PC机、DSP控制模块、AD采样模块、D/A转换模块、数控线性电源。上位PC机，主要包括测试管理软件、通讯软件。测试管理软件又包括测试的人机交互界面、数据库模块、通讯模块、MIS接口模块等。人机交互界面采用VS开发系统，具有WINDOWS标准的界面风格和操作方式，对应任何会使用WINDOWS系统计算机的人来说，很快就可以熟练的掌握测试的操作。通讯软件采用工业现场总线的CAN总线技术，CAN-bus (Controller Area Network)即控制器局域网，是国际上应用最广泛的开放式现场总线之一。作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本合理的远程网络通讯控制方式，CAN-bus已被广泛应用到各个自动化控制系统中。例如，在汽车电子、自动机械、智能大厦、电力系统、安防监控、船舶海运、电梯控制、消防安全等各领域，CAN-bus都具有不可比拟的优越性。CAN-bus以其开发维护的低成本、高总线利用率、很远的传输距离(最远可达 10Km)、高速的传输速率(最高可达1Mbps)、根据优先级的多主结构、可靠的错误检测和处理机制，全面弥补了传统RS-485网络的低总线利用率、单主从结构、无硬件错误检测的不足，使用户能组建起稳定、高效的现场总线控制系统，从而产生最大的实际价值。本技术CAN现场总线，接口芯片为飞利浦的PCA82C250。CAN总线采用两线差分的方式传输信号，信号的速率高达1Mbps. CAN总线采用非破坏性的总线仲裁技术，总线上的信号按照发送芯片的优先级进行仲裁，优先级高的先发，优先级低的后发，整个仲裁采用硬件方式，无需软件干预即可完成。采用数据包的方式，每包最多传输8个字节的数据， 既可以满足一般数据量的要求，也不会占用太多的总线时间，符合总线实时性的要求。通过计算机的USB接口进行转换，只要是有USB接口的计算机都可以很方便的使用。而且CAN 总线具有可靠性高、数据传输快、协议开放等特点，非常适合于电力系统的通讯。数据库模块采用微软公司流行的SQL系统，具有兼容性好、可靠性高的特点，可以与绝大部分的数据接口配合。MIS接口采用电力系统通用的标准，使用方便。本技术DSP控制模块采用TI公司的通用2000系列的LFM07A，速度为40M， 具有丰富的外设单元，包括CAN总线模块、串口模块、10接口、SPI等接口。本技术AD采样模块前级使用0. 精度的电压和电流互感器，调理电路采用高精度运放11以652和0. 05%的电阻，经过ADG409的程控放大和有源滤波电路，将处理过符合幅值要求的信号送入14位的MAX1本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种全自动负载箱测试仪，包括ＰＣ机、其特征在于：还包括ＤＳＰ控制模块、ＡＤ采样模块、Ｄ／Ａ转换模块、数控线性电源，所述ＰＣ机通过ＣＡＮ总线与ＤＳＰ控制模块通信，所述ＤＳＰ控制模块与Ｄ／Ａ转换模块连接，所述Ｄ／Ａ转换模块与数控线性电源相连接，所述数控线性电源与待测负载箱连接输送稳定的电压信号，所述待测负载箱与ＡＤ采样模块连接，ＡＤ采样模块与ＤＳＰ控制模块连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：包玉树，高山，黄磊，李军，王成亮，包东桥，李澄，罗传仙，陈威，丁伟，许本化，庞珊珊，
申请(专利权)人：江苏方天电力技术有限公司，
类型：实用新型
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