專利名稱：接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀的校準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測(cè)量?jī)x的校準(zhǔn)裝置，尤其屬于接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀的校準(zhǔn)裝置。
背景技術(shù)：
接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀是用于測(cè)量交流電網(wǎng)供電的電器設(shè)備(如家用電器、電動(dòng)電熱器具、醫(yī)用電氣設(shè)備及測(cè)量、控制和試驗(yàn)室用電氣設(shè)備等)的可觸及金屬殼體與該設(shè)備引出的安全接地端(線)之間導(dǎo)通電阻的儀器，其原理是歐姆定律R=V/I，通過(guò)輸出恒定交流或直流電流，施加于被測(cè)試體的可觸及金屬殼體與其安全接地端(線)之間，并測(cè)量電流流過(guò)被測(cè)體所產(chǎn)生的壓降，然后通過(guò)電壓和電流之比得出被測(cè)試體的接地導(dǎo)通電阻值。作為檢測(cè)工具其自身的精度要求較高，通常是用一組標(biāo)準(zhǔn)電阻來(lái)檢驗(yàn)它的精度， 即讓接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀對(duì)校準(zhǔn)裝置提供的一組標(biāo)準(zhǔn)電阻進(jìn)行檢測(cè)，以檢測(cè)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)電阻值進(jìn)行比較。目前的接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀的校準(zhǔn)裝置主要有兩種一種是旋轉(zhuǎn)開關(guān)式，其原理示意圖如圖1所示，一個(gè)具有百位ΠΙΩ級(jí)的校準(zhǔn)裝置，有三個(gè)旋轉(zhuǎn)開關(guān)，旋轉(zhuǎn)開關(guān)Α21對(duì)應(yīng)著1—9πιΩ量程，旋轉(zhuǎn)開關(guān)Β22對(duì)應(yīng)著10—90πιΩ量程，旋轉(zhuǎn)開關(guān)C23對(duì)應(yīng)著 100-900mQ量程，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)調(diào)整電阻值大小，接好線后，通過(guò)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)開關(guān)改變引入電路中的電阻阻值。而旋轉(zhuǎn)開關(guān)在導(dǎo)通狀態(tài)下，是存在導(dǎo)通電阻的，而校準(zhǔn)裝置中一般有多個(gè)旋轉(zhuǎn)開關(guān)，通過(guò)對(duì)各個(gè)量程的電阻組合出需要的阻值，因此各種阻值中，開關(guān)的狀態(tài)一般是不一樣的，不可避免的就會(huì)引入由“旋轉(zhuǎn)開關(guān)”帶來(lái)不同的阻值誤差，同時(shí)由于接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀在被校準(zhǔn)時(shí)，輸出的電流一般比較大，最大可達(dá)30Α，旋轉(zhuǎn)開關(guān)在長(zhǎng)期的帶電操作中容易損壞。另一種是接線柱式，其原理示意圖如圖2所示，通過(guò)連接不同接線柱9，實(shí)現(xiàn)電阻值改變，在校準(zhǔn)過(guò)程中，每次調(diào)整阻值，需要先斷電，再連接接線，操作麻煩，同時(shí)由于校準(zhǔn)裝置提供的電阻一般都是πιΩ級(jí)的，接線時(shí)連接點(diǎn)的松緊產(chǎn)生的接線電阻將直接計(jì)入校準(zhǔn)誤差中，從而降低了校準(zhǔn)裝置的準(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服目前接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置存在的缺點(diǎn)，提供一種操作簡(jiǎn)單檢測(cè)精度較高的接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置。本發(fā)明是一種接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置，它包括外殼、輸入端、輸出端、檢測(cè)控制電路，其要點(diǎn)在于檢測(cè)控制電路主要包括一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻和電壓縮放電路，輸入端、標(biāo)準(zhǔn)電阻、電壓縮放電路、輸出端順序電連接。傳統(tǒng)的接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置都是像計(jì)量法碼一樣，用更精準(zhǔn)的實(shí)物計(jì)量標(biāo)本來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)，本發(fā)明打破傳統(tǒng)觀念的束縛，另辟蹊徑僅需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻通過(guò)電壓縮放電路就可以模擬出各種阻值的電阻，由于只使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻，由電阻本身帶來(lái)的誤差就會(huì)被大大的降低，有利于提高裝置的整體穩(wěn)定性，且本裝置可模擬出在允許阻值范圍內(nèi)連續(xù)的電阻值，而傳統(tǒng)的裝置只能以最小值步進(jìn)。
具體設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)電阻與電壓縮放電路并聯(lián)。電壓縮放電路由電壓信號(hào)采集模塊電路、核心控制模塊電路、鍵盤輸入模塊電路電路、液晶輸出模塊電路、電壓信號(hào)產(chǎn)生模塊電路構(gòu)成，電壓信號(hào)采集模塊電路與標(biāo)準(zhǔn)電阻并聯(lián)，電壓信號(hào)采集模塊電路、核心控制模塊電路、電壓信號(hào)產(chǎn)生模塊電路順序電連接，核心控制模塊電路與鍵盤輸入模塊電路、液晶輸出模塊電路連接，操作者用鍵盤輸入校準(zhǔn)時(shí)所需要的電阻值大小，液晶輸出模塊電路顯示操作者的輸入。核心控制模塊電路通過(guò)操作者輸入的電阻值與校準(zhǔn)裝置中唯一的那個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻阻值之間的比例關(guān)系，換算成電壓縮放電路中電壓縮放運(yùn)算的比例，通過(guò)電壓縮放電路，把標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端的電壓進(jìn)行縮放并實(shí)時(shí)輸出至接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀，由接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀給出測(cè)量值，以此對(duì)接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀進(jìn)行校準(zhǔn)。本發(fā)明用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻通過(guò)電壓縮放電路模擬出各種阻值的電阻，其突出優(yōu)點(diǎn)有避免了 “轉(zhuǎn)換開關(guān)”長(zhǎng)時(shí)間大電流帶電動(dòng)作損壞引入的系統(tǒng)誤差，解決了由“轉(zhuǎn)換開關(guān)” 開關(guān)本身引入的電阻誤差；在對(duì)一臺(tái)接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀進(jìn)行校準(zhǔn)中，只需進(jìn)行一次連線， 更加方便校準(zhǔn)人員操作，能夠有效的減少校準(zhǔn)人員的誤操作，減少校準(zhǔn)過(guò)程中的誤差；整個(gè)裝置采用單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻，從而由電阻本身帶來(lái)的誤差就會(huì)被大大的降低，有利于提高裝置的整體穩(wěn)定性。如考慮整個(gè)校準(zhǔn)裝置的整體指標(biāo)時(shí)，單個(gè)電阻本身的阻值精度、溫漂等特性要比多個(gè)電阻好控制的多；本裝置可模擬出在允許阻值范圍內(nèi)連續(xù)的電阻值，而傳統(tǒng)的裝置只能以最小值步進(jìn)；校準(zhǔn)過(guò)程中，如果所需要的阻值有一定規(guī)律時(shí)，各種電阻值可以利用程序控制自動(dòng)轉(zhuǎn)換，無(wú)需手動(dòng)切換。如在人際交互的界面上，可讓校準(zhǔn)人員選擇，電阻值步進(jìn)大小，延遲時(shí)間大小等參數(shù)，從而達(dá)到連續(xù)檢定的目的；體積小，可做成便攜式的，甚至在電源允許的條件下，做成手持式；方便操作，校準(zhǔn)人員在完成接線后，只需按鍵就可完成校準(zhǔn)，與傳統(tǒng)的校準(zhǔn)裝置比誤操作的概率要小得多，操作簡(jiǎn)單，干擾少，誤差小，精度高。


圖1為旋轉(zhuǎn)開關(guān)式接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀的校準(zhǔn)裝置的原理示意2為接線柱式接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀的校準(zhǔn)裝置的原理示意圖
圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖
圖4為本發(fā)明的使用狀態(tài)圖
圖5為本發(fā)明的電路原理圖
圖6為本發(fā)明的核心控制模塊電路的電路原理圖
圖7為本發(fā)明的鍵盤輸入模塊電路電路的電路原理圖
圖8為本發(fā)明的液晶輸出模塊電路的電路原理圖
圖9為本發(fā)明的電壓信號(hào)采集模塊電路的電路原理圖
圖10為本發(fā)明的電壓信號(hào)產(chǎn)生模塊電路的電路原理圖
其中1標(biāo)準(zhǔn)電阻2電壓信號(hào)采集模塊電路3核心控制模塊電路
4鍵盤輸入模塊電路電路5液晶顯示模塊電路6電壓信號(hào)產(chǎn)生模塊電路
7電壓縮放電路8外殼9輸出端10輸入端11接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀
21旋轉(zhuǎn)開關(guān)A 22旋轉(zhuǎn)開關(guān)B 23旋轉(zhuǎn)開關(guān)C。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合視圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述，該實(shí)施例可以使本專業(yè)的技術(shù)人員更理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。實(shí)施例1，如圖3所示，一種接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置，它包括外殼8、輸入端 10、輸出端9、檢測(cè)控制電路，檢測(cè)控制電路主要包括一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻1、電壓縮放電路7，輸入端10、標(biāo)準(zhǔn)電阻1、電壓縮放電路7、輸出端9順序電連接。標(biāo)準(zhǔn)電阻1與電壓縮放電路7并聯(lián)。如圖4所示，是本發(fā)明的使用狀態(tài)圖，將輸入端10與待校準(zhǔn)的接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀11的輸出端相接，將輸出端9與待校準(zhǔn)的接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀11的輸入端相接。如圖5所示，電壓縮放電路7由電壓信號(hào)采集模塊電路2、核心控制模塊電路3、鍵盤輸入模塊電路5、液晶輸出模塊電路4、電壓信號(hào)產(chǎn)生模塊電路5構(gòu)成，電壓信號(hào)采集模塊電路2與標(biāo)準(zhǔn)電阻1并聯(lián)，電壓信號(hào)采集模塊電路2、核心控制模塊電路3、電壓信號(hào)產(chǎn)生模塊電路5順序電連接，核心控制模塊電路3同時(shí)與鍵盤輸入模塊電路5和液晶輸出模塊電路4相連接，操作者用鍵盤輸入向核心控制模塊電路3輸入要校準(zhǔn)的電阻值，液晶輸出模塊電路4顯示操作者的輸入。如圖6所示，是本發(fā)明的核心控制模塊電路的電路原理圖，這部分電路是整個(gè)系統(tǒng)的核心，統(tǒng)籌管理各個(gè)模塊電路的工作。核心控制模塊電路采用單片機(jī)C8051F340，通過(guò) SPI通信方式與AD芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。類似的可用的單片機(jī)型號(hào)有很多，像C8051F340、 C8051F350、C8051F120、AD89S51、AD89S52 等。如圖7所示，是本發(fā)明的鍵盤輸入模塊電路的電路原理圖，一個(gè)4 X 4鍵盤電路，與單片機(jī)的I/O 口，P2 口進(jìn)行連接，主要用于讓使用人員輸入相關(guān)的信息。如圖8所示，是本發(fā)明的液晶輸出模塊電路的電路原理圖，液晶電路采用DSU864 中文字庫(kù)液晶模塊，用于顯示裝置的當(dāng)前狀態(tài)，用于顯示操作員的輸入電阻值，防止輸入錯(cuò)誤。如圖9所示，是本發(fā)明的電壓信號(hào)采集模塊電路的電路原理圖，這部分電路主要用高速M(fèi)bitAD芯片ADS1258或ADS1256、ADS1255等對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采集轉(zhuǎn)換，并將得到的數(shù)據(jù)通過(guò)SPI通信方式發(fā)送給單片機(jī)。如圖10所示，是本發(fā)明的電壓信號(hào)產(chǎn)生模塊電路的電路原理圖，電壓信號(hào)產(chǎn)生模土夬采用16位DA芯片MAXM2，還可用MAX5631、PCMMHP等。它工作原理為操作員從鍵盤輸入所要校準(zhǔn)的電阻值，核心控制模塊電路將其與標(biāo)準(zhǔn)電阻的阻值相比，得出電壓縮放比例，從歐姆定律出發(fā)，由被檢儀器輸出恒定電流I至標(biāo)準(zhǔn)電阻1，標(biāo)準(zhǔn)電阻R兩端的電壓為V1=I*! ；核心控制模塊電路3控制電壓信號(hào)采集模塊電路2，從標(biāo)準(zhǔn)電阻1兩端采集電壓V1 ；將采樣回來(lái)的電壓按比例進(jìn)行變換，核心控制模塊電路3控制電壓信號(hào)產(chǎn)生模塊電路6，將變換后的電壓V2實(shí)時(shí)輸出。接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀測(cè)得的電阻為Rjist=V2A,通過(guò)改變變換的比例系數(shù)，改變V2，從而模擬出各種阻值的電阻。
權(quán)利要求
1.一種接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置，它包括外殼(8)、輸入端(10)、輸出端(9)、檢測(cè)控制電路，其特征在于檢測(cè)控制電路主要包括一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻(1)、電壓縮放電路(7)，輸入端(10)、標(biāo)準(zhǔn)電阻(1)、電壓縮放電路(7)、輸出端(9)順序電連接。
2.權(quán)利要求1所述的一種接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置，其特征在于標(biāo)準(zhǔn)電阻(1)與電壓縮放電路(7)并聯(lián)。
3.權(quán)利要求1所述的一種接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置，其特征在于電壓縮放電路 (7)由電壓信號(hào)采集模塊電路(2)、核心控制模塊電路(3)、鍵盤輸入模塊電路電路(5)、液晶輸出模塊電路(4)、電壓信號(hào)產(chǎn)生模塊電路(5)構(gòu)成，電壓信號(hào)采集模塊電路(2)與標(biāo)準(zhǔn)電阻(1)并聯(lián)，電壓信號(hào)采集模塊電路(2)、核心控制模塊電路(3)、電壓信號(hào)產(chǎn)生模塊電路 (5)順序電連接，核心控制模塊電路(3)同時(shí)與鍵盤輸入模塊電路(5)和液晶輸出模塊電路 (4)相連接。
4.權(quán)利要求3所述的一種接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置，其特征在于核心控制模塊電路(3)可采用單片機(jī) C8051F340 或 C8051F340 或 C8051F350 或 C8051F120 或 AD89S51 又或 AD89S52。
5.權(quán)利要求3所述的一種接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置，其特征在于電壓信號(hào)采集模塊電路(2)采用高速M(fèi)bitAD芯片ADS1258或ADS 1 2 5 6。
6.權(quán)利要求3所述的一種接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置，其特征在于電壓信號(hào)產(chǎn)生模塊電路(5)電壓信號(hào)產(chǎn)生模塊采用16位DA芯片MAX542或MAX5631、PCMMHP。
全文摘要
本發(fā)明屬于測(cè)量?jī)x的校準(zhǔn)裝置，尤其屬于接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀的校準(zhǔn)裝置。本發(fā)明是一種接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置，它包括外殼、輸入端、輸出端、檢測(cè)控制電路，其要點(diǎn)在于檢測(cè)控制電路主要包括一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻和電壓縮放電路，輸入端、標(biāo)準(zhǔn)電阻、電壓縮放電路、輸出端順序電連接。本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)有避免了“轉(zhuǎn)換開關(guān)”長(zhǎng)時(shí)間大電流帶電動(dòng)作損壞引入的系統(tǒng)誤差，在對(duì)一臺(tái)接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀進(jìn)行校準(zhǔn)中，只需進(jìn)行一次連線，更加方便校準(zhǔn)人員操作，能夠有效的減少校準(zhǔn)人員的誤操作，減少校準(zhǔn)過(guò)程中的誤差；整個(gè)裝置采用單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻，從而由電阻本身帶來(lái)的誤差就會(huì)被大大的降低，有利于提高裝置的整體穩(wěn)定性，操作簡(jiǎn)單，干擾少，誤差小，精度高。
文檔編號(hào)G01R27/20GK102298132SQ20111013882
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者張煌輝, 方杰, 魏鵬 申請(qǐng)人:福建省計(jì)量科學(xué)研究院