專利名稱：一種電纜電阻測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電纜電阻測(cè)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(gè)重要因素。目前，電纜電阻的測(cè)量裝置主要有兩種直流電橋和微電阻測(cè)量?jī)x。直流電橋操作不靈活且精度不高，而微電阻測(cè)量?jī)x雖能實(shí)現(xiàn)直流電阻數(shù)字化測(cè)量，但其所測(cè)量電流過(guò)大，往往會(huì)造成電纜發(fā)熱，也會(huì)導(dǎo)致測(cè)量精度不高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為解決上述現(xiàn)有的電纜電阻測(cè)量裝置測(cè)量精度不高的問(wèn)題，提供一種電纜電阻測(cè)量系統(tǒng)，該電纜電阻測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量精度較高，測(cè)出的電阻值更準(zhǔn)確。本實(shí)用新型的電纜電阻測(cè)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(cè)電纜的一端相連，待測(cè)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(gè)輸入端分別與待測(cè)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(gè)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(cè)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(kāi)觸點(diǎn)設(shè)置在所述第一電源的正極與待測(cè)電纜之間。進(jìn)一步地，所述電纜電阻測(cè)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(kāi)觸點(diǎn)設(shè)置在所述第一電源的正極與待測(cè)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(cè)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(kāi)關(guān)、與第一開(kāi)關(guān)聯(lián)動(dòng)的第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)和與第三開(kāi)關(guān)聯(lián)動(dòng)的第四開(kāi)關(guān)，第一開(kāi)關(guān)的兩端分別與第一電源正極和待測(cè)電纜的第一端相連，第二開(kāi)關(guān)的兩端分別與待測(cè)電纜的第二端和采樣電阻的第一端相連，第三開(kāi)關(guān)的兩端分別與第一電源正極和待測(cè)電纜的第二端相連，第四開(kāi)關(guān)的兩端分別與待測(cè)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(kāi)關(guān)電源。進(jìn)一步地，所述電纜電阻測(cè)量系統(tǒng)還包括與中央處理單元相連并顯示待測(cè)電纜電阻值的顯示單元。本實(shí)用新型的有益效果是通過(guò)如上述方式在該電纜電阻測(cè)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(hào)，使測(cè)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(guò)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(gè)不同的電流下測(cè)量待測(cè)電纜的電阻，然后進(jìn)行平均計(jì)算，可以 進(jìn)一步提聞測(cè)量精度。

圖I是本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的電纜電阻測(cè)量系統(tǒng)的原理示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)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(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖I所示，本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的電纜電阻測(cè)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(cè)電纜2的一端相連，待測(cè)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(gè)輸入端分別與待測(cè)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(gè)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(chǎng)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(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，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(kāi)資料中也有介紹，故此處不作更多說(shuō)明。本實(shí)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(cè)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(chǔ)在中央處理單元3中的。設(shè)待測(cè)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(jì)算待測(cè)電纜2的電阻值的公式為R1=(V1*N2*R2)/(V2*N1)。本實(shí)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(kāi)啟電壓，VT也是柵源極之間的電壓，不過(guò)它是個(gè)固定值，每個(gè)MOS管都有一個(gè)固定的開(kāi)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(cè)量系統(tǒng)工作時(shí)，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(huì)減小，但減小的幅度小于增大的幅度，經(jīng)過(guò)多次反復(fù)，最終當(dāng)主回路電流穩(wěn)定下來(lái)時(shí)，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(guò)改變第一基準(zhǔn)電壓，可改變主回路的電流，實(shí)現(xiàn)不同電流值下對(duì)待測(cè)電纜2電阻值的測(cè)量，通過(guò)對(duì)不同電流值下測(cè)得的待測(cè)電纜2電阻值進(jìn)行平均計(jì)算或進(jìn)行其它方式的綜合處理，使測(cè)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(guò)待測(cè)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(cè)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(kāi)觸點(diǎn)13設(shè)置在所述第一電源I的正極與待測(cè)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(guò)大，第二運(yùn)算放大器6的輸出端電壓會(huì)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(huì)有變化，光耦單元10會(huì)隨之動(dòng)作，導(dǎo)致繼電器的線圈12失電，繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)13斷開(kāi)，主回路被切斷，避免了電流過(guò)大對(duì)主回路中相關(guān)器件的損害，即具有過(guò)電流保護(hù)功能。所述電纜電阻測(cè)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(shí)，第五運(yùn)算放大器14的輸出端的電壓會(huì)有變化，光耦單元10會(huì)隨之動(dòng)作，導(dǎo)致繼電器的線圈12失電，繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)13斷開(kāi)，主回路被切斷，避免MOS管8溫度過(guò)高時(shí)該電纜電阻測(cè)量系統(tǒng)還在工作，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，即具有過(guò)溫保護(hù)功能。所述電纜電阻測(cè)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(kāi)關(guān)16、與第一開(kāi)關(guān)16聯(lián)動(dòng)的第二開(kāi)關(guān)17、第 三開(kāi)關(guān)18和與第三開(kāi)關(guān)18聯(lián)動(dòng)的第四開(kāi)關(guān)19，第一開(kāi)關(guān)16的兩端分別與第一電源I正極和待測(cè)電纜2的第一端相連，第二開(kāi)關(guān)17的兩端分別與待測(cè)電纜2的第二端和采樣電阻4的第一端相連，第三開(kāi)關(guān)18的兩端分別與第一電源I正極和待測(cè)電纜2的第二端相連，第四開(kāi)關(guān)19的兩端分別與待測(cè)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(cè)電纜2流過(guò)的電流的方向。所述聯(lián)動(dòng)是指兩個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)動(dòng)作，即當(dāng)驅(qū)動(dòng)一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，與之聯(lián)動(dòng)的另一個(gè)開(kāi)關(guān)也隨之閉合。當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)16和第二開(kāi)關(guān)17閉合、第三開(kāi)關(guān)18和第四開(kāi)關(guān)19斷開(kāi)時(shí)，主回路的電流從圖I所示的待測(cè)電纜2上端向下端流動(dòng)；當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)16和第二開(kāi)關(guān)17斷開(kāi)、第三開(kāi)關(guān)18和第四開(kāi)關(guān)19閉合時(shí)，主回路的電流從圖I所示的待測(cè)電纜2下端向上端流動(dòng)。通過(guò)改變電流流向，可在不同的電流流向下測(cè)量待測(cè)電纜2的電阻值，使測(cè)量結(jié)果更精確。第一電源I優(yōu)選為開(kāi)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(cè)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(cè)電纜2電阻值的顯示單元20。顯示單元20的作用是用來(lái)顯示待測(cè)電纜2的電阻值，方便操作人員查看。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)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(shí)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(cè)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(cè)電纜的一端相連，待測(cè)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(gè)輸入端分別與待測(cè)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(gè)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(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜電阻測(cè)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(kāi)觸點(diǎn)設(shè)置在所述第一電源的正極與待測(cè)電纜之間。
3.如權(quán)利要求I所述的電纜電阻測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜電阻測(cè)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(kāi)觸點(diǎn)設(shè)置在所述第一電源的正極與待測(cè)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(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜電阻測(cè)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(kāi)關(guān)、與第一開(kāi)關(guān)聯(lián)動(dòng)的第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)和與第三開(kāi)關(guān)聯(lián)動(dòng)的第四開(kāi)關(guān)，第一開(kāi)關(guān)的兩端分別與第一電源正極和待測(cè)電纜的第一端相連，第二開(kāi)關(guān)的兩端分別與待測(cè)電纜的第二端和采樣電阻的第一端相連，第三開(kāi)關(guān)的兩端分別與第一電源正極和待測(cè)電纜的第二端相連，第四開(kāi)關(guān)的兩端分別與待測(cè)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(cè)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(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電源為開(kāi)關(guān)電源。
7.如權(quán)利要求I所述的電纜電阻測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜電阻測(cè)量系統(tǒng)還包括與中央處理單元相連并顯示待測(cè)電纜電阻值的顯示單元。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種電纜電阻測(cè)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(gè)運(yùn)算放大器；第一電源與待測(cè)電纜相連，待測(cè)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(gè)輸入端分別與待測(cè)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(gè)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(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量精度較高，測(cè)出的阻值更準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)G01R27/16GK202372576SQ20112047669
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)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(qǐng)人:比亞迪股份有限公司