新型接地电阻测试仪的设计方法技术

本发明专利技术涉及居民用电、工/商业用电、农业用电等电气安装检测领域，特别是一种接地电阻检测、土壤电阻率测试和等电位接地电阻测试仪。一种新型接地电阻测试仪的设计方法，其特征是：它包括激励发生模块、信号切换模块、前置输入模块、ADC转换模块、数字信号处理模块、显示模块、人机接口与工作电源。为了克服现有的接地电阻测试仪种类繁多、测试方法单一、非智能化等方面的不足，本发明专利技术提供一种多功能接地电阻测试仪。该接地电阻测试仪具有测量电流范围宽、高稳定性、高可靠性、测量成本低等特点；还具有自动频率控制功能，并且外形小巧、便于携带，由于将多功能组合在一起，相对多种测试仪器成本得到降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及居民用电、工/商业用电、农业用电等电气安装检测领域，特别是一种接地电阻检测、土壤电阻率测试和等电位接地电阻测试仪。
技术介绍
在涉及发电、配电和消耗电能的地方，必须采取一定的安全措施才能保护人们的生命安全。在许多情况下，这些安全措施都是必须定期检查的国家和国际法规。接地是暴露的导电部分与地面之间的连接，是出现故障时最根本的安全保护措施。接地系统的有效性应使用接地电阻测试仪器进行检查，确保与地面之间连接的有效性。接地电阻的测试方法通常有地桩法、单钳法、双钳法等。地桩法测量准确，但需要打桩布线；单钳法为地桩法的扩展，可准确地测量单点和网状接地系统中的每个接地电极的电阻，而无需断开任何并联的接地电极；双钳法适用于多点接地的场合，无需打桩，无需断开任何并联的接地电极，但是测量精度较低。目前，市场上有各种各样的接地电阻测试仪，这些测试仪器基本上仅具有上述的一种或两种测试方法，而且测量频率单一，不能自动避开干扰频率，无法满足所有的应用场合。由上可见，在接地测试中，需要一种功能强大、外形轻巧、可靠性高、抗干扰能力强、智能化、便于携带的多功能的接地电阻测试仪。
技术实现思路
本专利技术的目的是:为了克服现有的接地电阻测试仪种类繁多、测试方法单一、非智能化等方面的不足，本专利技术提供一种多功能接地电阻测试仪。该接地电阻测试仪具有测量电流范围宽、高稳定性、高可靠性、测量成本低等特点；还具有自动频率控制功能，并且外形小巧、便于携带，由于将多功能组合在一起，相对多种测试仪器成本得到降低。本专利技术的技术方案是:提供一种，其特征是:它包括激励发生模块、信号切换模块、前置输入模块、ADC转换模块、数字信号处理模块、显示模块、人机接口与工作电源。所述激励发生模块，用于产生测量所需的激励信号； 所述信号切换模块，通过继电器的组合，将激励信号输出到端子，将被测信号切入前置输入模块； 所述前置输入模块，用于调理测量的信号，输出给所述ADC转换模块； 所述ADC转换模块，用于对所述接收的测量信号进行模数转换，输出给所述处理模块；所述处理模块，用于对模数转换后的信号进行解析、运算、测量，得到测量结果，并将该测量结果输出给所述显示模块； 所述显示模块，用于对所述测量结果进行显示。上述，其特征是:包括激励发生模块，激励发生模块中交流激励源产生不同频率、不同幅度的正弦波信号，用于接地电阻测量和土壤电阻率测量；直流激励源产生带限流保护的直流信号用于等电位接地电阻测量。上述信号切换模块是接地电阻测量时将激励发生模块I的交流激励信号切到端子；等电位接地电阻测量时将激励发生模块I的直流激励信号切到端子，并完成激励输出的方向转换；将被测信号切到前置输入模块3 上述前置输入模块用于接收被测信号，对其进行增益衰减或放大后输出给ADC转换模块4。上述ADC转换模块采用了两个14位AD转换芯片；I in为电流信号接入，U21为电流AD转换芯片，SDOI为转换后的电流信号，输出给处理模块；Vin为电压信号接入，U22为电压AD转换芯片，SDOU为转换后的电压信号,输出给处理模块。上述数字信号处理模块中D18为DSP芯片，用来处理转换后的信号，对其进行解析、运算、选最合适的测量测量频率，得到测量结果；其中DB(TDB7、/WR、/RD、/CE、C/D是与显示模块的接口，将测量结果传送给显示模块；X2为DSP芯片的外部晶振，D20为DSP芯片的外部复位芯片。上述激励发生模块中交流激励源产生不同频率、不同幅度的正弦波信号，用于接地电阻测量和土壤电阻率测量；直流激励源产生带限流保护的直流信号用于等电位接地电阻测量；信号切换电路包括:端子保护电路，如果接入有危险的信号，端子保护电路可以使操作人员及仪表免受危害；前置输入电路包括:电压输入通道，通过模拟开关将繁琐的电压测量信号变得有条不紊，然后送入电压ADC部分；电流输入通道和钳电流输入通道，通过模拟开关将繁琐的电流测量信号变得有条不紊，然后送入电流ADC部分；ADC转换电路包括:电压ADC部分和电流ADC部分；电压ADC部分针对电压信号进行模数转换，输出给DSP数字信号处理芯片SDOU 口 ；电流ADC部分针对电流信号进行模数转换，输出给DSP数字信号处理芯片SDOI 口 ；数字信号处理包括:DSP数字信号处理芯片、EEPROM存储、BEEP蜂鸣、RTC时钟、USB通讯；DSP数字信号处理芯片，处理转换后的信号，输出给显示，还可以控制一些外围电路；EEPR0M存储，用于存储相关数据；BEEP蜂鸣，用于测量时的告警；RTC时钟，用于实时时钟显示；USB通讯，方便与PC机的通讯，可以将测量存储的数据传到PC机；人机接口包括:128 X 240点阵显示和键盘；128 X 240点阵显示，主要用于一次性显示全部相关测量结果、数据、接线图、显示菜单供用户进行选择；键盘，主要用于命令输入、菜单选择；工作电源采用8节1.5V碱性电池或8节1.2V NiMH充电电池，或使用12V电源适配器。本专利技术的有益效果是，将多种接地测试功能综合于一身，功能强大，准确度高，结构设计简单，手持型携带方便，在测量之前，仪器可识别现有的干扰，然后选择一个能将其影响减到最小的测量频率；还可以设定不同应用场合所需的测试电压；还具有微处理器控制的自动测量功能，包括检查探针连接，以确保测量正确进行。它测量并显示所有探针的接地电阻，确保测量结果可靠、一致。应用了数字信号处理技术和数字信号处理器(DSP)芯片技术，实现了高准确度测量，快的响应速度；体积小型化，便携式设计；功能多样性，做到一表多用；比较完善的可程控功能；低功耗处理器和DSP的应用。是测试工程师、技术员、测试专家和电器承包商首选的仪器。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1本专利技术接地电阻测试仪的设计方法的结构 图2是图1中激励发生模块的结构 图3是图1中信号切换模块的结构 图4是图1中信号接入模块的结构 图5是图1中ADC转换模块的一种具体实现电路 图6是图1中处理模块的一种具体实现电路 图7是图1中显示模块的结构 图8是本专利技术接地电阻测试仪的设计方法的一种具体结构图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的原理和特性进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。图1是本专利技术实施例中接地电阻测试仪的结构图。如图1所示，本专利技术实施例中包括顺次相连的激励发生模块1、信号切换模块2、信号接入模块3、ADC转换模块4、处理模块5和显示模块6。其中: 激励发生模块1，用于产生并输出接地电阻测试所需的频率可变、电压可变的正弦波信号，用于产生并输出等电位接地电阻测试所需的直流信号； 信号切换模块2，用于将激励发生模块I的激励信号切到端子，并将被测信号切到前置输入模块3 ； 前置输入模块3，用于接收被测信号，对其进行衰减或增益放大后输出给ADC转换模块4 ； ADC转换模块4，用于对接收来的信号进行模数转换，输出给处理模块5处理模块5，用于对模数转换后的待测信号进行解析、运算、测量，得到测量结果，并将该测量结果输出给显示模块6 ; 显示模块6，用于对测量结果进行显示。本专利技术的接地电阻测试仪可以提供如下测量功能: 1)可进行四桩法、三桩法、两桩法接地电阻测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型接地电阻测试仪的设计方法，其特征是：它包括激励发生模块、信号切换模块、前置输入模块、ADC转换模块、数字信号处理模块、显示模块、人机接口与工作电源；所述激励发生模块，用于产生测量所需的激励信号；所述信号切换模块，通过继电器的组合，将激励信号输出到端子，将被测信号切入前置输入模块；所述前置输入模块，用于调理测量的信号，输出给所述ADC转换模块；所述ADC转换模块，用于对所述接收的测量信号进行模数转换，输出给所述处理模块；所述处理模块，用于对模数转换后的信号进行解析、运算、测量，得到测量结果，并将该测量结果输出给所述显示模块；所述显示模块，用于对所述测量结果进行显示。

【技术特征摘要】
1.一种新型接地电阻测试仪的设计方法，其特征是:它包括激励发生模块、信号切换模块、前置输入模块、ADC转换模块、数字信号处理模块、显示模块、人机接口与工作电源； 所述激励发生模块，用于产生测量所需的激励信号； 所述信号切换模块，通过继电器的组合，将激励信号输出到端子，将被测信号切入前置输入模块； 所述前置输入模块，用于调理测量的信号，输出给所述ADC转换模块； 所述ADC转换模块，用于对所述接收的测量信号进行模数转换，输出给所述处理模块； 所述处理模块，用于对模数转换后的信号进行解析、运算、测量，得到测量结果，并将该测量结果输出给所述显示模块； 所述显示模块，用于对所述测量结果进行显示。2.根据权利要求1所述的一种新型接地电阻测试仪的设计方法，其特征是:包括激励发生模块，激励发生模块中交流激 励源产生不同频率、不同幅度的正弦波信号，用于接地电阻测量和土壤电阻率测量；直流激励源产生带限流保护的直流信号用于等电位接地电阻测量。3.根据权利要求1所述的一种新型接地电阻测试仪的设计方法，其特征是:上述信号切换模块是接地电阻测量时将激励发生模块I的交流激励信号切到端子；等电位接地电阻测量时将激励发生模块I的直流激励信号切到端子，并完成激励输出的方向转换；将被测信号切到前置输入模块3。4.根据权利要求1所述的一种新型接地电阻测试仪的设计方法，其特征是:上述前置输入模块用于接收被测信号，对其进行增益衰减或放大后输出给ADC转换模块4。5.根据权利要求1所述的一种新型接地电阻测试仪的设计方法，其特征是:上述ADC转换模块采用了两个14位AD转换芯片；I in为电流信号接入，U21为电流AD转换芯片，SDOI为转换后的电流信号，输出给处理模块；Vin为电压信号接入，U22为电压AD转换芯片，SDOU为转换后的电压信号，输出给处理模块。6.根据权利要求1所述的一种新型接地电阻测试仪的设计方法，其特征是:上...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，王华，
申请(专利权)人：西安胜利仪器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：