專利名稱：多點(diǎn)同測(cè)數(shù)字接地電阻測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種接地電阻測(cè)試儀，特別是一種多點(diǎn)同測(cè) 數(shù)字接地電阻測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)外數(shù)字接地電阻測(cè)試儀品種較多，但功能一致。在 實(shí)際應(yīng)用中普遍存在三個(gè)突出問題 一 是遇有地電磁場(chǎng)干擾時(shí)， 抗干擾能力差、測(cè)試讀數(shù)不穩(wěn)定，且數(shù)據(jù)偏差很大；二是無(wú)數(shù)據(jù) 傳輸接口，不便于實(shí)現(xiàn)微機(jī)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)端監(jiān)控；三是當(dāng)一個(gè)電器機(jī) 房?jī)?nèi)有多組不同用途地線需要分別測(cè)試時(shí)(比如有安全地線、工 作地線、防雷地線、邏輯地線等)，現(xiàn)有接地電阻測(cè)試儀只能一 個(gè)一個(gè)地分別去接線測(cè)試，這樣既麻煩，工作效率也低，更無(wú)法 滿足當(dāng)今自動(dòng)檢測(cè)，遠(yuǎn)程監(jiān)控的要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有接地電阻測(cè)試 儀技術(shù)的不足，提供一種抗地電磁場(chǎng)干擾能力強(qiáng)、測(cè)試讀數(shù)穩(wěn)定 可靠、可對(duì)一個(gè)電器機(jī)房?jī)?nèi)多組不同用途地線分別進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試 的多點(diǎn)同測(cè)數(shù)字接地電阻測(cè)試儀。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一 種多點(diǎn)同測(cè)數(shù)字接地電阻測(cè)試儀，其包括-
一開關(guān)電源，該開關(guān)電源包括第一輸出端和第二輸出端，該 開關(guān)電源用于將市電220V交流電轉(zhuǎn)化為測(cè)試儀所需的低壓直流 電；
一電阻測(cè)量基準(zhǔn)電源，其輸入端與開關(guān)電源的第二輸出端連 接，其輸出端與地阻信號(hào)放大器的基準(zhǔn)信號(hào)輸入端連接，從而為
地阻信號(hào)放大器提供 一 基準(zhǔn)信號(hào)；
一脈沖信號(hào)發(fā)生器，其具有多個(gè)脈沖信號(hào)輸出端，該些輸出 端輸出頻率為550Hz的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)；一電源逆變器，其輸入端與開關(guān)電源的第一輸出端連接，其 觸發(fā)端與脈沖信號(hào)發(fā)生器的一脈沖信號(hào)輸出端連接，其在脈沖信
號(hào)發(fā)生器發(fā)出的頻率為550Hz的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)觸發(fā)下，將開關(guān)電 源第 一 輸出端輸出的直流電調(diào)制轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率550Hz且電流恒定的 包絡(luò)交流信號(hào)，以提供測(cè)試所需的恒流源；
一電子切換開關(guān)，其外接多個(gè)平常斷開的受試電極及一個(gè)電 位電極和 一 個(gè)電流測(cè)試電極，該電子切換開關(guān)的輸入端連接電源 逆變器的輸出端，該電子切換開關(guān)還包括能對(duì)受試電極和電位電 極之間電壓進(jìn)行采樣的電壓采樣單元，該電壓采樣單元輸出的采 樣信號(hào)經(jīng)電子切換開關(guān)的采樣電壓輸出端輸出，測(cè)試時(shí)，在控制 單元控制下，電子切換開關(guān)在多個(gè)受試電極之間切換，分別將不 同受試電極接通，使多個(gè)地阻測(cè)試點(diǎn)交替接入回路中，實(shí)現(xiàn)對(duì)多 個(gè)不同地線的地阻值進(jìn)行測(cè)試；
一濾波單元，其包括RC濾波電路和鎖相環(huán)電路，該濾波單 元的輸入端與電子切換開關(guān)的采樣電壓輸出端連接；
一地阻信號(hào)解調(diào)及A/D轉(zhuǎn)換器，其輸入端連接濾波單元的輸 出端，將濾波后的模擬量采樣電壓信號(hào)解調(diào)轉(zhuǎn)化為脈動(dòng)狀數(shù)字采 樣電壓信號(hào)；
一地阻信號(hào)放大器，其輸入端連接解調(diào)及A/D轉(zhuǎn)換器的輸出 端，將脈動(dòng)狀數(shù)字采樣電壓信號(hào)先進(jìn)行放大，再進(jìn)行校正核準(zhǔn)， 然后輸送到控制單元； 一控制單元，其輸入端連接地阻信號(hào)放大器的輸出端，其輸 出端與電子切換開關(guān)及顯示裝置連接，該控制單元輸出指令信號(hào) 給電子切換開關(guān)，使電子切換開關(guān)在不同受試電極之間切換，該 控制單元還包括數(shù)字濾波裝置和能根據(jù)采樣電壓信號(hào)計(jì)算地阻 的分析處理裝置，從地阻信號(hào)放大器輸入控制單元的數(shù)字采樣電 壓信號(hào)先經(jīng)數(shù)字濾波裝置進(jìn)行數(shù)字濾波，再經(jīng)分析處理裝置計(jì)算 出地阻，并對(duì)該地阻進(jìn)行存儲(chǔ)，并傳送給顯示裝置進(jìn)行顯示。
所述控制單元上還設(shè)有數(shù)據(jù)通訊口。所述控制單元為電子計(jì)算機(jī)或單片機(jī)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為本實(shí)用新型的 電子切換開關(guān)可在控制單元的控制下在多個(gè)受試電極之間切換， 使多個(gè)地阻測(cè)試點(diǎn)交替接入測(cè)試回路中，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)不同 地線的地阻值進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試；另外，本實(shí)用新型采用了綜合性的 抗干擾電路模式，其主要為 一是脈沖信號(hào)發(fā)生器選用的信號(hào)頻 率為550HZ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離強(qiáng)干擾源工頻的基頻及二、三次諧波，得
以削弱強(qiáng)工頻干擾；二是采用了鎖相環(huán)同步跟蹤檢波技術(shù)，使發(fā)
出的測(cè)試信號(hào)與接收的回饋信號(hào)不產(chǎn)生頻偏，使其他干擾頻率信
號(hào)無(wú)法竄入，得以削弱其它地氣雜波的干擾；三是采用數(shù)字濾波 裝置，即在一個(gè)時(shí)段內(nèi)對(duì)所檢測(cè)到的信號(hào)幅度進(jìn)行分析處理，對(duì) 瞬間出現(xiàn)的高幅度干擾脈沖或低幅度信號(hào)予以排除后再取平均 值，這樣即可大大削減外部瞬間脈沖信號(hào)的干擾。由于采用了上 述綜合性的抗干擾電路模式，本實(shí)用新型對(duì)于工頻、瞬間脈沖、 地氣雜波等強(qiáng)干擾信號(hào)具有很好的抑制作用，從而使得測(cè)試數(shù)據(jù) 準(zhǔn)確率大大提高。經(jīng)試驗(yàn)比較證實(shí)，在受干擾大的地方用機(jī)械表 測(cè)試接地電阻，其接地電阻值為0. 6歐姆，而用目前市面上的數(shù) 字接地電阻測(cè)試表(含國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口表)測(cè)試時(shí)接地電阻值卻在 0.2_3.6歐姆之間變化，當(dāng)使用本實(shí)用新型多點(diǎn)同測(cè)數(shù)字接地電 阻測(cè)試儀時(shí)，接地電阻值則在0.55-0.65歐姆之間變化，說(shuō)明本 實(shí)用新型抗干擾性能要優(yōu)于現(xiàn)有數(shù)字接地電阻測(cè)試表，其抗干擾 度能達(dá)到90%以上。

圖l為本實(shí)用新型一實(shí)施例的方框圖。
具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型 一 實(shí)施例包括
一開關(guān)電源1，該開關(guān)電源1包括輸出電壓為士15V的第一
輸出端和輸出電壓為士6V的第二輸出端，該開關(guān)電源l用于將市 電220V交流電轉(zhuǎn)化為士15V和±6V的低壓直流電；一電阻測(cè)量基準(zhǔn)電源2，其輸入端與開關(guān)電源1的第二輸出
端連接，其輸出端與地阻信號(hào)放大器3的基準(zhǔn)信號(hào)輸入端連接， 其主要是產(chǎn)生一個(gè)士3V的基準(zhǔn)電源，給地阻信號(hào)放大器3提供基
準(zhǔn)信號(hào)。
一脈沖信號(hào)發(fā)生器5，其具有多個(gè)脈沖信號(hào)輸出端，該些輸 出端輸出頻率為550Hz的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)；
一電源逆變器4，其輸入端與開關(guān)電源1的第一輸出端連接， 其觸發(fā)端與脈沖信號(hào)發(fā)生器5的一個(gè)脈沖信號(hào)輸出端連接，其能 在脈沖信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的頻率為550Hz的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)觸發(fā)下， 將開關(guān)電源1的第 一 輸出端輸出的± 15V直流電調(diào)制轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率 550Hz且電流恒定的包絡(luò)交流信號(hào)(在本實(shí)施方式中，該信號(hào)為 29V/25mmA/550HZ包絡(luò)交流信號(hào))，以提供測(cè)試所需的恒流源；
一電子切換開關(guān)6，可外接多個(gè)平常斷開的受試電極E及一 個(gè)電位電極P和一個(gè)電流測(cè)試電極C。該電子切換開關(guān)6的輸入 端連接電源逆變器4的輸出端。該電子切換開關(guān)6還包括能對(duì)受 試電極E和電位電極P之間電壓進(jìn)行采樣的電壓采樣單元，該電 壓采樣單元輸出的采樣信號(hào)經(jīng)電子切換開關(guān)6的采樣電壓輸出端 輸出。測(cè)試時(shí)，在控制單元10控制下，電子切換開關(guān)6能在多 個(gè)受試電極E之間切換，分別將不同受試電極E接通，從而使多 個(gè)地阻測(cè)試點(diǎn)交替接入回路中，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)不同地線的地阻值進(jìn) 行測(cè)試。
一濾波單元7，其包括RC濾波電路和鎖相環(huán)電路，該濾波單 元7的輸入端與電子切換開關(guān)6的采樣電壓輸出端連接。此處的 RC濾波電路和鎖相環(huán)電路采用的都是常規(guī)電路。在RC濾波電路 后再增設(shè)鎖相環(huán)電路，將經(jīng)過RC濾波電路后的測(cè)試信號(hào)源進(jìn)行 自動(dòng)跟蹤并鎖定在550Hz，進(jìn)一步減小其它工頻對(duì)測(cè)試信號(hào)的干 擾，從而提高測(cè)量精度。
一地阻信號(hào)解調(diào)及A/D轉(zhuǎn)換器8,其輸入端連接濾波單元7 的輸出端，將濾波后的模擬量采樣電壓信號(hào)解調(diào)轉(zhuǎn)化為脈動(dòng)狀數(shù)字采樣電壓信號(hào)。
一地阻信號(hào)放大器3，其輸入端連接地阻信號(hào)解調(diào)及A/D轉(zhuǎn) 換器8的輸出端，將輸入的脈動(dòng)狀數(shù)字采樣電壓信號(hào)先進(jìn)行放大， 再以0. 10Q /10mV的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校正核準(zhǔn)，然后輸送到控制單元10 識(shí)別處理。
一控制單元10，其輸入端連接地阻信號(hào)放大器3的輸出端， 其輸出端與電子切換開關(guān)6及顯示裝置11連接，該控制單元IO 輸出指令信號(hào)給電子切換開關(guān)6，使電子切換開關(guān)6在不同受試 電極E之間切換。該控制單元10還包括一數(shù)字濾波裝置12和能 根據(jù)輸入的采樣電壓信號(hào)計(jì)算接地電阻的分析處理裝置13。從地 阻信號(hào)放大器3輸入控制單元10的地阻信號(hào)先經(jīng)數(shù)字濾波裝置 12進(jìn)行數(shù)字濾波，即在一個(gè)時(shí)段內(nèi)對(duì)所檢測(cè)到的信號(hào)幅度進(jìn)行分 析處理，對(duì)瞬間出現(xiàn)的高幅度干擾脈沖或低幅度信號(hào)予以排除后 再取平均值，這樣即可大大削減外部瞬間脈沖信號(hào)的干擾，進(jìn)一 步提高測(cè)量精度；再經(jīng)分析處理裝置13計(jì)算接地電阻，該接地 電阻計(jì)算方法為先存儲(chǔ)電源逆變器4輸出的電流值，再將經(jīng)數(shù) 字濾波裝置12濾波后的采樣電壓值除以電源逆變器輸出的電流 值，即可得接地電阻值。該控制單元10為電子計(jì)算機(jī)或單片機(jī)。
一顯示裝置11，該顯示裝置ll與控制單元IO連接，用于顯 示控制單元10傳送來(lái)的接地電阻值及相應(yīng)接地電阻值的測(cè)量時(shí) 間。
當(dāng)本實(shí)用新型工作時(shí)，首先控制單元10發(fā)出指令使電子切 換開關(guān)6接通一受試電極E，同時(shí)開關(guān)電源1將外部提供的220V 交流電轉(zhuǎn)化為士15V和士6V的低壓直流電，以提供本實(shí)用新型所 需直流工作電源。電阻測(cè)量基準(zhǔn)電源2連接開關(guān)電源1的第二輸 出端輸出的土6V直流電并將其轉(zhuǎn)化為土3V的低壓直流電并提供 給地阻信號(hào)放大器3做基準(zhǔn)信號(hào)。電源逆變器4的輸入端連接開 關(guān)電源1的第一輸出端輸出的土15V低壓直流電，并在脈沖信號(hào) 發(fā)生器5發(fā)出的550HZ標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)觸發(fā)下，將土15V的直流電逆變?yōu)?9V/25mmA/550HZ的交流恒流源，經(jīng)電子切換開關(guān)6送到 被測(cè)地網(wǎng)的受試電極E、電位電極P、電流測(cè)試電極C之間，電 子切換開關(guān)6中的電壓采樣單元對(duì)受試電極E和電位電極P之間 電壓進(jìn)行采樣，并將該采樣信號(hào)經(jīng)電子切換開關(guān)6的采樣電壓輸 出端輸出。該采樣信號(hào)經(jīng)濾波單元7、地阻信號(hào)解調(diào)及A/D轉(zhuǎn)換 器8及地阻信號(hào)放大器3送入控制單元10,在控制單元10中先 對(duì)輸入的采樣信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波，再對(duì)其進(jìn)行分析處理，將得到 的接地電阻值存儲(chǔ)并傳給顯示裝置11顯示。該濾波單元7包括 順序連接的RC濾波電路及鎖相環(huán)電路，該鎖相環(huán)電路同步跟蹤 檢波，使發(fā)出的測(cè)試信號(hào)與接收的回饋信號(hào)不產(chǎn)生頻偏，讓其他 干擾頻率信號(hào)無(wú)法竄入，得以削弱其他地氣雜波的干擾。該控制 單元10上還設(shè)有數(shù)據(jù)通訊口，通過該數(shù)據(jù)通訊口可實(shí)現(xiàn)與其他 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的連接，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控監(jiān)測(cè)。
權(quán)利要求1、一種多點(diǎn)同測(cè)數(shù)字接地電阻測(cè)試儀，其特征在于包括一開關(guān)電源，該開關(guān)電源包括第一輸出端和第二輸出端，該開關(guān)電源用于將市電220V交流電轉(zhuǎn)化為測(cè)試儀所需的低壓直流電；一電阻測(cè)量基準(zhǔn)電源，其輸入端與開關(guān)電源的第二輸出端連接，其輸出端與地阻信號(hào)放大器的基準(zhǔn)信號(hào)輸入端連接，從而為地阻信號(hào)放大器提供一基準(zhǔn)信號(hào)；一脈沖信號(hào)發(fā)生器，其具有多個(gè)脈沖信號(hào)輸出端，該些輸出端輸出頻率為550Hz的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)；一電源逆變器，其輸入端與開關(guān)電源的第一輸出端連接，其觸發(fā)端與脈沖信號(hào)發(fā)生器的一脈沖信號(hào)輸出端連接，其在脈沖信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的頻率為550Hz的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)觸發(fā)下，將開關(guān)電源第一輸出端輸出的直流電調(diào)制轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率550Hz且電流恒定的包絡(luò)交流信號(hào)，以提供測(cè)試所需的恒流源；一電子切換開關(guān)，其外接多個(gè)平常斷開的受試電極及一個(gè)電位電極和一個(gè)電流測(cè)試電極，該電子切換開關(guān)的輸入端連接電源逆變器的輸出端，該電子切換開關(guān)還包括能對(duì)受試電極和電位電極之間電壓進(jìn)行采樣的電壓采樣單元，該電壓采樣單元輸出的采樣信號(hào)經(jīng)電子切換開關(guān)的采樣電壓輸出端輸出，測(cè)試時(shí)，在控制單元控制下，電子切換開關(guān)在多個(gè)受試電極之間切換，分別將不同受試電極接通，使多個(gè)地阻測(cè)試點(diǎn)交替接入回路中，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)不同地線的地阻值進(jìn)行測(cè)試；一濾波單元，其包括RC濾波電路和鎖相環(huán)電路，該濾波單元的輸入端與電子切換開關(guān)的采樣電壓輸出端連接；一地阻信號(hào)解調(diào)及A/D轉(zhuǎn)換器，其輸入端連接濾波單元的輸出端，將濾波后的模擬量采樣電壓信號(hào)解調(diào)轉(zhuǎn)化為脈動(dòng)狀數(shù)字采樣電壓信號(hào)；一地阻信號(hào)放大器，其輸入端連接解調(diào)及A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端，將脈動(dòng)狀數(shù)字采樣電壓信號(hào)先進(jìn)行放大，再進(jìn)行校正核準(zhǔn)，然后輸送到控制單元；一控制單元，其輸入端連接地阻信號(hào)放大器的輸出端，其輸出端與電子切換開關(guān)及顯示裝置連接，該控制單元輸出指令信號(hào)給電子切換開關(guān)，使電子切換開關(guān)在不同受試電極之間切換，該控制單元還包括數(shù)字濾波裝置和能根據(jù)采樣電壓信號(hào)計(jì)算地阻的分析處理裝置，從地阻信號(hào)放大器輸入控制單元的數(shù)字采樣電壓信號(hào)先經(jīng)數(shù)字濾波裝置進(jìn)行數(shù)字濾波，再經(jīng)分析處理裝置計(jì)算出接地電阻，并對(duì)該接地電阻進(jìn)行存儲(chǔ)，并傳送給顯示裝置進(jìn)行顯示。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)同測(cè)數(shù)字接地電阻測(cè)試儀， 其特征在于，所述控制單元上還設(shè)有數(shù)據(jù)通訊口 。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)同測(cè)數(shù)字接地電阻測(cè)試儀， 其特征在于，所述控制單元為電子計(jì)算機(jī)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)同測(cè)數(shù)字接地電阻測(cè)試儀， 其特征在于，所述控制單元為單片機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多點(diǎn)同測(cè)數(shù)字接地電阻測(cè)試儀，其包括順序連接的開關(guān)電源、電阻測(cè)量基準(zhǔn)電源、脈沖信號(hào)發(fā)生器、電源逆變器、電子切換開關(guān)、濾波單元、地阻信號(hào)解調(diào)及A/D轉(zhuǎn)換器、地阻信號(hào)放大器及控制單元等，該電子切換開關(guān)能在多個(gè)受試電極之間切換并能對(duì)受試電極和電位電極之間的電壓進(jìn)行采樣，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)同一個(gè)機(jī)房?jī)?nèi)多組地線的自動(dòng)測(cè)試；同時(shí)本實(shí)用新型采用了550Hz的基頻信號(hào)，且濾波時(shí)采用RC濾波電路和鎖相環(huán)電路及數(shù)字濾波裝置，從而能對(duì)工頻、瞬間脈沖、地氣雜波等強(qiáng)干擾信號(hào)具有很好的抑制作用，使得測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率大大提高，抗干擾率也大大提高。
文檔編號(hào)G01R27/20GK201434893SQ20092006489
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2009年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日
發(fā)明者羅望保 申請(qǐng)人:羅望保