專利名稱：一種電纜電阻測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電纜電阻測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電纜作為電站和輸配電線路的最基本的組成部分，其質(zhì)量的好壞關(guān)系到電站是否能夠持久的正常工作，而電纜的電阻是決定其質(zhì)量好壞的一個重要因素。目前，電纜電阻的測量裝置主要有兩種直流電橋和微電阻測量儀。直流電橋操作不靈活且精度不高，而微電阻測量儀雖能實現(xiàn)直流電阻數(shù)字化測量，但其所測量電流過大，往往會造成電纜發(fā)熱，也會導(dǎo)致測量精度不高。

實用新型內(nèi)容本實用新型為解決上述現(xiàn)有的電纜電阻測量裝置測量精度不高的問題，提供一種電纜電阻測量系統(tǒng)，該電纜電阻測量系統(tǒng)的測量精度較高，測出的電阻值更準(zhǔn)確。本實用新型的電纜電阻測量系統(tǒng)，包括第一電源、中央處理單元、采樣電阻、在恒流區(qū)工作的MOS管、在線性狀態(tài)工作的第一運(yùn)算放大器、在線性狀態(tài)工作的第二運(yùn)算放大器和在線性狀態(tài)工作的第三運(yùn)算放大器；所述第一電源的正極與待測電纜的一端相連，待測電纜的另一端與米樣電阻的一端相連，采樣電阻的另一端與MOS管的漏極相連，MOS管的源極與第一電源的負(fù)極相連，第一運(yùn)算放大器的兩個輸入端分別與待測電纜的兩端相連，第一運(yùn)算放大器的輸出端與中央處理單元相連，第二運(yùn)算放大器的兩個輸入端分別與采樣電阻的兩端相連，第二運(yùn)算放大器的輸出端與中央處理單元相連，第三運(yùn)算放大器的反相輸入端與第二運(yùn)算放大器的輸出端相連，第三運(yùn)算放大器的同相輸入端與中央處理單元相連且由中央處理單元向其提供第一基準(zhǔn)電壓，第三運(yùn)算放大器的輸出端與MOS管的柵極相連。進(jìn)一步地，所述電纜電阻測量系統(tǒng)還包括繼電器、在線性狀態(tài)工作的第四運(yùn)算放大器和控制繼電器線圈得電或失電的光耦單元，第四運(yùn)算放大器的同相輸入端與第二運(yùn)算放大器的輸出端相連，第四運(yùn)算放大器的反相輸入端與中央處理單元相連且由中央處理單元向其提供第二基準(zhǔn)電壓，第四運(yùn)算放大器的輸出端與光耦單元相連，光耦單元與繼電器的線圈相連，繼電器的常開觸點設(shè)置在所述第一電源的正極與待測電纜之間。進(jìn)一步地，所述電纜電阻測量系統(tǒng)還包括繼電器、第二電源、調(diào)整電阻、在線性狀態(tài)工作的第五運(yùn)算放大器、安裝在MOS管上的熱敏電阻和控制繼電器線圈得電或失電的光耦單元，繼電器的常開觸點設(shè)置在所述第一電源的正極與待測電纜之間，熱敏電阻的一端與第二電源的正極相連，熱敏電阻的另一端與調(diào)整電阻的一端相連，調(diào)整電阻的另一端與第二電源的負(fù)極相連，第五運(yùn)算放大器的同相輸入端與熱敏電阻的與調(diào)整電阻相連的一端相連，第五運(yùn)算放大器的反相輸入端與中央處理單元相連且由中央處理單元向其提供第三基準(zhǔn)電壓，第五運(yùn)算放大器的輸出端與光耦單元相連，光耦單元與繼電器的線圈相連。 進(jìn)一步地,所述電纜電阻測量系統(tǒng)還包括電流換向電路，所述電流換向電路包括第一開關(guān)、與第一開關(guān)聯(lián)動的第二開關(guān)、第三開關(guān)和與第三開關(guān)聯(lián)動的第四開關(guān)，第一開關(guān)的兩端分別與第一電源正極和待測電纜的第一端相連，第二開關(guān)的兩端分別與待測電纜的第二端和采樣電阻的第一端相連，第三開關(guān)的兩端分別與第一電源正極和待測電纜的第二端相連，第四開關(guān)的兩端分別與待測電纜的第一端和采樣電阻的第一端相連。進(jìn)一步地，所述中央處理單元為單片機(jī)。進(jìn)一步地，所述第一電源為開關(guān)電源。進(jìn)一步地，所述電纜電阻測量系統(tǒng)還包括與中央處理單元相連并顯示待測電纜電阻值的顯示單元。本實用新型的有益效果是通過如上述方式在該電纜電阻測量系統(tǒng)中設(shè)置MOS管，可使主回路中的電流恒定，恒定的電流有利于中央處理單元采集電壓信號，使測量精度更高。另外，由于第一基準(zhǔn)電壓由中央處理單元提供，通過改變第一基準(zhǔn)電壓，可以改變主回路中的電流，即可以在幾個不同的電流下測量待測電纜的電阻，然后進(jìn)行平均計算，可以 進(jìn)一步提聞測量精度。

圖I是本實用新型一種實施方式的電纜電阻測量系統(tǒng)的原理示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施方式，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施方式
僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。如圖I所示，本實用新型一種實施方式的電纜電阻測量系統(tǒng)，包括第一電源I、中央處理單元3、采樣電阻4、第一運(yùn)算放大器5、第二運(yùn)算放大器6、第三運(yùn)算放大器7、M0S管8 ;所述第一電源I的正極與待測電纜2的一端相連，待測電纜2的另一端與采樣電阻4的一端相連，米樣電阻4的另一端與MOS管8的漏極相連,MOS管8的源極與第一電源I的負(fù)極相連，第一運(yùn)算放大器5的兩個輸入端分別與待測電纜2的兩端相連，第一運(yùn)算放大器5的輸出端與中央處理單元3相連，第二運(yùn)算放大器6的兩個輸入端分別與采樣電阻4的兩端相連，第二運(yùn)算放大器6的輸出端與中央處理單元3相連，第三運(yùn)算放大器7的反相輸入端與第二運(yùn)算放大器6的輸出端相連，第三運(yùn)算放大器7的同相輸入端與中央處理單元3相連且由中央處理單元3向其提供第一基準(zhǔn)電壓，第三運(yùn)算放大器7的輸出端與MOS管8的柵極相連。MOS管的全稱是金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管。運(yùn)算放大器通常有兩種工作狀態(tài)線性工作狀態(tài)和非線性工作狀態(tài)。要使運(yùn)算放大器工作在線性狀態(tài)或非線性狀態(tài)，需要進(jìn)行不同的電路配置，當(dāng)然，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，如何配置電路使運(yùn)算放大器工作在線性狀態(tài)或非線性狀態(tài)是本領(lǐng)域的常規(guī)做法，現(xiàn)有的公開資料中也有介紹，故此處不作更多說明。本實施方式中，第一運(yùn)算放大器5、第二運(yùn)算放大器6和第三運(yùn)算放大器7均工作在線性工作狀態(tài)。第一運(yùn)算放大器5截取待測電纜2兩端的電壓，經(jīng)放大后輸入中央處理單元3中；第二運(yùn)算放大器6截取采樣電阻4兩端的電壓，經(jīng)放大后輸入中央處理單元3中；采樣電阻4的電阻值是預(yù)先存儲在中央處理單元3中的。設(shè)待測電纜2的電阻值為R1，第一運(yùn)算放大器5輸入中央處理單元3的電壓為Vl，第一運(yùn)算放大器5的放大倍數(shù)為NI，采樣電阻4的電阻值為R2，第二運(yùn)算放大器6輸入中央處理單元3的電壓為V2，第二運(yùn)算放大器6的放大倍數(shù)為N2，則計算待測電纜2的電阻值的公式為R1=(V1*N2*R2)/(V2*N1)。本實施方式中，MOS管8工作在恒流區(qū)。MOS管8工作在恒流區(qū)的條件VGS彡VT,且V3 SVGS-VT。其中，VGS是柵源極電壓；VT是開啟電壓，VT也是柵源極之間的電壓，不過它是個固定值，每個MOS管都有一個固定的開啟電壓VT，它的大小由本身的制作工藝決定；V3是漏源極電壓。 漏極電流Il受漏源極電壓V3控制，漏源極電壓V3受第三運(yùn)算放大器7的同相輸入端和反相輸入端之間的電壓差控制。在該電纜電阻測量系統(tǒng)工作時，假設(shè)第三運(yùn)算放大器7的同相輸入端的電壓大于反相輸入端的電壓。若想增大主回路的電流，中央處理單元3可增大第一基準(zhǔn)電壓，則第三運(yùn)算放大器7的同相輸入端和反相輸入端之間的電壓差增大，漏源極電壓V3隨之增大，漏極電流Il也隨之增大，即主回路的電流也增大了。主回路的電流增大后，第三運(yùn)算放大器7的反相輸入端的電壓增大，第三運(yùn)算放大器7的同相輸入端和反相輸入端之間的電壓差減小，主回路的電流又會減小，但減小的幅度小于增大的幅度，經(jīng)過多次反復(fù)，最終當(dāng)主回路電流穩(wěn)定下來時，電流還是增大的。若想減小主回路的電流，可采用相反的方法。總而言之，通過改變第一基準(zhǔn)電壓，可改變主回路的電流，實現(xiàn)不同電流值下對待測電纜2電阻值的測量，通過對不同電流值下測得的待測電纜2電阻值進(jìn)行平均計算或進(jìn)行其它方式的綜合處理，使測量結(jié)果更精確。所述的主回路是指從第一電源I的正極出發(fā)，經(jīng)過待測電纜2、采樣電阻4和MOS管8，并流回到第一電源I負(fù)極的電流回路。所述電纜電阻測量系統(tǒng)還包括第四運(yùn)算放大器9、繼電器和控制繼電器線圈12得電或失電的光耦單元10，第四運(yùn)算放大器9的同相輸入端與第二運(yùn)算放大器6的輸出端相連，第四運(yùn)算放大器9的反相輸入端與中央處理單元3相連且由中央處理單元3向其提供第二基準(zhǔn)電壓，第四運(yùn)算放大器9的輸出端與光耦單元10相連，光耦單元10與繼電器的線圈12相連，繼電器的常開觸點13設(shè)置在所述第一電源I的正極與待測電纜2之間。第四運(yùn)算放大器9工作在非線性狀態(tài)，若主回路的電流過大，第二運(yùn)算放大器6的輸出端電壓會增大，即第四運(yùn)算放大器9的同相輸入端的電壓增大，第四運(yùn)算放大器9的輸出端電壓會有變化，光耦單元10會隨之動作，導(dǎo)致繼電器的線圈12失電，繼電器的常開觸點13斷開，主回路被切斷，避免了電流過大對主回路中相關(guān)器件的損害，即具有過電流保護(hù)功能。所述電纜電阻測量系統(tǒng)還包括第五運(yùn)算放大器14、第二電源21、調(diào)整電阻22和安裝在MOS管8上的熱敏電阻15，調(diào)整電阻22的阻值不變，熱敏電阻15的一端與第二電源21的正極相連，熱敏電阻15的另一端與調(diào)整電阻22的一端相連，調(diào)整電阻22的另一端與第二電源21的負(fù)極相連，第五運(yùn)算放大器14的同相輸入端與熱敏電阻15的與調(diào)整電阻22相連的一端相連。第五運(yùn)算放大器14的反相輸入端與中央處理單元3相連且由中央處理單元3向其提供第三基準(zhǔn)電壓，第五運(yùn)算放大器14的輸出端與光耦單元10相連，光耦單元10與繼電器的線圈12相連。第五運(yùn)算放大器14工作在非線性狀態(tài)，若MOS管8的溫度升高，則熱敏電阻15的阻值減小，則第五運(yùn)算放大器14的同相輸入端的電壓升高，電壓升高到一定程度時，第五運(yùn)算放大器14的輸出端的電壓會有變化，光耦單元10會隨之動作，導(dǎo)致繼電器的線圈12失電，繼電器的常開觸點13斷開，主回路被切斷，避免MOS管8溫度過高時該電纜電阻測量系統(tǒng)還在工作，導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確，即具有過溫保護(hù)功能。所述電纜電阻測量系統(tǒng)還包括電流換向電路，所述電流換向電路包括第一開關(guān)16、與第一開關(guān)16聯(lián)動的第二開關(guān)17、第 三開關(guān)18和與第三開關(guān)18聯(lián)動的第四開關(guān)19，第一開關(guān)16的兩端分別與第一電源I正極和待測電纜2的第一端相連，第二開關(guān)17的兩端分別與待測電纜2的第二端和采樣電阻4的第一端相連，第三開關(guān)18的兩端分別與第一電源I正極和待測電纜2的第二端相連，第四開關(guān)19的兩端分別與待測電纜2的第一端和采樣電阻4的第一端相連。電流換向電路的作用是改變從待測電纜2流過的電流的方向。所述聯(lián)動是指兩個開關(guān)同時動作，即當(dāng)驅(qū)動一個開關(guān)閉合時，與之聯(lián)動的另一個開關(guān)也隨之閉合。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)16和第二開關(guān)17閉合、第三開關(guān)18和第四開關(guān)19斷開時，主回路的電流從圖I所示的待測電纜2上端向下端流動；當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)16和第二開關(guān)17斷開、第三開關(guān)18和第四開關(guān)19閉合時，主回路的電流從圖I所示的待測電纜2下端向上端流動。通過改變電流流向，可在不同的電流流向下測量待測電纜2的電阻值，使測量結(jié)果更精確。第一電源I優(yōu)選為開關(guān)電源。所述中央處理單元3可選用各種智能處理部件，優(yōu)選為單片機(jī)。所述電纜電阻測量系統(tǒng)還包括與中央處理單元3相連并由中央處理單元3向其輸入待測電纜2電阻值的顯示單元20。顯示單元20的作用是用來顯示待測電纜2的電阻值，方便操作人員查看。以上所述僅為本實用新型的較佳實施方式而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電纜電阻測量系統(tǒng)，其特征在于，包括第一電源、中央處理單元、采樣電阻、在恒流區(qū)工作的MOS管、在線性狀態(tài)工作的第一運(yùn)算放大器、在線性狀態(tài)工作的第二運(yùn)算放大器和在線性狀態(tài)工作的第三運(yùn)算放大器； 所述第一電源的正極與待測電纜的一端相連，待測電纜的另一端與采樣電阻的一端相連，采樣電阻的另一端與MOS管的漏極相連，MOS管的源極與第一電源的負(fù)極相連，第一運(yùn)算放大器的兩個輸入端分別與待測電纜的兩端相連，第一運(yùn)算放大器的輸出端與中央處理單元相連，第二運(yùn)算放大器的兩個輸入端分別與采樣電阻的兩端相連，第二運(yùn)算放大器的輸出端與中央處理單元相連，第三運(yùn)算放大器的反相輸入端與第二運(yùn)算放大器的輸出端相連，第三運(yùn)算放大器的同相輸入端與中央處理單元相連且由中央處理單元向其提供第一基準(zhǔn)電壓，第三運(yùn)算放大器的輸出端與MOS管的柵極相連。
2.如權(quán)利要求I所述的電纜電阻測量系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜電阻測量系統(tǒng)還包括繼電器、在線性狀態(tài)工作的第四運(yùn)算放大器和控制繼電器線圈得電或失電的光耦單元，第四運(yùn)算放大器的同相輸入端與第二運(yùn)算放大器的輸出端相連，第四運(yùn)算放大器的反相輸入端與中央處理單元相連且由中央處理單元向其提供第二基準(zhǔn)電壓，第四運(yùn)算放大器的輸出端與光耦單元相連，光耦單元與繼電器的線圈相連，繼電器的常開觸點設(shè)置在所述第一電源的正極與待測電纜之間。
3.如權(quán)利要求I所述的電纜電阻測量系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜電阻測量系統(tǒng)還包括繼電器、第二電源、調(diào)整電阻、在線性狀態(tài)工作的第五運(yùn)算放大器、安裝在MOS管上的熱敏電阻和控制繼電器線圈得電或失電的光耦單元，繼電器的常開觸點設(shè)置在所述第一電源的正極與待測電纜之間，熱敏電阻的一端與第二電源的正極相連，熱敏電阻的另一端與調(diào)整電阻的一端相連，調(diào)整電阻的另一端與第二電源的負(fù)極相連，第五運(yùn)算放大器的同相輸入端與熱敏電阻的與調(diào)整電阻相連的一端相連，第五運(yùn)算放大器的反相輸入端與中央處理單元相連且由中央處理單元向其提供第三基準(zhǔn)電壓，第五運(yùn)算放大器的輸出端與光耦單元相連，光耦單元與繼電器的線圈相連。
4.如權(quán)利要求I所述的電纜電阻測量系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜電阻測量系統(tǒng)還包括電流換向電路，所述電流換向電路包括第一開關(guān)、與第一開關(guān)聯(lián)動的第二開關(guān)、第三開關(guān)和與第三開關(guān)聯(lián)動的第四開關(guān)，第一開關(guān)的兩端分別與第一電源正極和待測電纜的第一端相連，第二開關(guān)的兩端分別與待測電纜的第二端和采樣電阻的第一端相連，第三開關(guān)的兩端分別與第一電源正極和待測電纜的第二端相連，第四開關(guān)的兩端分別與待測電纜的第一端和米樣電阻的第一端相連。
5.如權(quán)利要求I所述的電纜電阻測量系統(tǒng)，其特征在于，所述中央處理單元為單片機(jī)。
6.如權(quán)利要求I所述的電纜電阻測量系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電源為開關(guān)電源。
7.如權(quán)利要求I所述的電纜電阻測量系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜電阻測量系統(tǒng)還包括與中央處理單元相連并顯示待測電纜電阻值的顯示單元。
專利摘要本實用新型提供了一種電纜電阻測量系統(tǒng)，包括第一電源、中央處理單元、采樣電阻、MOS管和三個運(yùn)算放大器；第一電源與待測電纜相連，待測電纜與采樣電阻相連，采樣電阻與MOS管的漏極相連，MOS管的源極與第一電源相連，第一運(yùn)算放大器的兩個輸入端分別與待測電纜的兩端相連，第一運(yùn)算放大器的輸出端與中央處理單元相連，第二運(yùn)算放大器的兩個輸入端分別與采樣電阻的兩端相連，第二運(yùn)算放大器的輸出端與中央處理單元相連，第三運(yùn)算放大器的反相輸入端與第二運(yùn)算放大器的輸出端相連，第三運(yùn)算放大器的同相輸入端與中央處理單元相連，第三運(yùn)算放大器的輸出端與MOS管的柵極相連。該電纜電阻測量系統(tǒng)的測量精度較高，測出的阻值更準(zhǔn)確。
文檔編號G01R27/16GK202372576SQ20112047669
公開日2012年8月8日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者劉思超, 廖宇, 曾宇鈿, 秦福坤, 鄧林旺 申請人:比亞迪股份有限公司