Lr測量儀的制作方法
【專利摘要】LR測量儀,屬于電工學(xué)領(lǐng)域，用于測量變壓器和電感器中電感L和電阻Rx，其等效阻抗是L與Rx串聯(lián)，L值在20-2000H之間，Rx值在20mΩ-2Ω之間，精度1%，測量時(shí)間≤5分鐘，本實(shí)用新型由測量電路和時(shí)鐘電路兩部分組成，測量電路由直流電源U、繼電器J1、標(biāo)準(zhǔn)電阻Ro、三極管V1、集成電路A1、A2、A3等元器件組成，時(shí)鐘電路由集成電路N1～N14組成；測量開始時(shí)，按動按鈕開關(guān)Kb,在時(shí)間t1=60.0000秒時(shí)在P8點(diǎn)輸出電流Ia的值，在時(shí)間t2=120.0000秒時(shí)在P9點(diǎn)輸出電流Ib的值，由公式R=U(2Ia-Ib)/Ia2算出R值，再由Rx=R-0.500Ω算出Rx值，由公式T=t1/lg[U/(U-IaR)]算出T值，根據(jù)T=L/R算出L值。
【專利說明】LR測量儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于電工學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)中，變壓器和電感器的電感值L和電阻值Rx是必須測量的參量，其等效 阻抗Zx等于L與Rx的串聯(lián)，L值在50-2000H之間，Rx的值在20m Ω -2 Ω之間；目前，在 工程實(shí)踐中，現(xiàn)有的測量儀表只能分別測量電阻Rx或電感L，而不能同時(shí)測量L和Rx，而且 測量時(shí)間比較長，有的長達(dá)十幾分鐘，甚至更長。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種同時(shí)測量變壓器繞組或電感器中電 感值L和電阻Rx值的儀表，其中L與Rx串聯(lián)，測量范圍，L的值在20- 2000H之間，Rx的 值在20πιΩ--2Ω之間，精度1%，測量時(shí)間彡5分鐘。
[0004] 本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案：LR測量儀由測量電路和時(shí)鐘電路兩部分組成， 測量電路由直流電源U、繼電器J1、標(biāo)準(zhǔn)電阻Ro、三極管VI、集成電路A1、A2、A3等元器件組 成，電感器或變壓器待測繞組的兩端分別接在P1和P3點(diǎn)上，時(shí)鐘電路由集成電路N1?N14 組成；測量開始時(shí)，按動按鈕開關(guān)Kb，在時(shí)間t=0時(shí)，在P4點(diǎn)輸出脈沖寬度約為3分鐘的正 脈沖，P8點(diǎn)的電壓值等于h時(shí)刻的電流值Ia，P9點(diǎn)的電壓值等于t 2時(shí)刻的電流值Ib，取 心八2=1/2,由公式（3)和（4)算出Rx和L的值。
[0005] 測量電路的組成是，直流穩(wěn)壓電源U的負(fù)極接P1點(diǎn)，P1點(diǎn)連接儀器地線，U的正 極接繼電器J1的常開開關(guān)K的一邊，K的另一邊接P2點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)電阻Ro的兩端分別接P2和 P3點(diǎn)，繼電器J1的驅(qū)動繞組的一端接+12V電源，繞組的另一端接三極管VI的集電極，VI 的發(fā)射極接儀器地線，二極管D1的正極接VI的集電極，D1的負(fù)極接+12V電源，電阻器R2 的一端接VI的基極，另一端接P1點(diǎn)，電阻器R1的一端接VI的基極，另一端接P4點(diǎn)，電容 器C1的一端接VI的基極，另一端接P4點(diǎn)，大電流二極管D2的正極接P1點(diǎn)，D2的負(fù)極接 P3點(diǎn)，手動開關(guān)Ka的兩端分別接P1和P3點(diǎn)，待測電感器或變壓器的待測繞組的兩端分別 接P1和P3點(diǎn)，在測量開始前，先按合Ka，放掉待測量繞組中可能存在的剩余電能，集成電路 A1取AD620,電阻器R3的一端接P2點(diǎn)，另一端接A1的3腳，電阻器R4的一端接P3點(diǎn)，另 一端接A1的2腳，電阻器R5的兩端分別接A1的1和8腳，電容器C2的兩端分別接A1的3 和8腳，電容器C3的兩端分別接A1的1和2腳，A1的7腳接儀器電源+15V，A1的4腳接 儀器電源-15V，A1的5腳接儀器地線，A1的6腳接P10點(diǎn)，取Ro=0. 500 Ω，R5=49. 4k Ω，則 P10點(diǎn)的電壓值等于流過R〇、Rx和L的電流lx的值，集成電路A2取采樣保持電路LF398， A2的3腳接P10點(diǎn)，A2的5腳接P8點(diǎn)，A2的7腳接儀器地線，A2的1腳接儀器電源+15V， A2的4腳接儀器電源-15V，電容器C5的兩端分別接A2的6和7腳，電位器Rpl接成可變 電阻，其一端接A2的1腳，另一端接A2的2腳，電阻器R7的一端接A2的2腳，另一端接A2 的7腳，集成電路A3取采樣保持電路LF398, A3的3腳接P10點(diǎn)，A3的5腳接P9點(diǎn)，A3的 7腳接儀器地線，A3的1腳接儀器電源+15V，A3的4腳接儀器電源-15V，電容器C4的兩 端分別接A3的6和7腳，電位器Rp2接成可變電阻，其一端接A3的1腳，另一端接A3的2 腳，電阻器R6的一端接A3的2腳，另一端接A3的7腳，P8點(diǎn)的電壓值等于時(shí)間A時(shí)的電 流值Ia，P9點(diǎn)的電壓值等于時(shí)間t 2時(shí)的電流值lb ;
[0006] 在U、Ro、Rx和L組成的測量回路中，電流lx滿足的基本方程式是：
[0007] U=L (dlx/dt) + IxR-------------(1)
[0008] 其中l(wèi)x是流過電阻Ro、Rx和電感L的電流，Ix=(U-VX)/R〇，Vx是P3點(diǎn)的電壓，其 中 R=Ro+Rx,
[0009] 解方程（1)，得
[0010] Ix=(U/R) {1 - e_t/T}----------(2)
[0011] 其中時(shí)間常數(shù)T=L/R，
[0012] 取8=^/^=1/2整理后得
[0013] R=U(2Ia-Ib)/Ia2-------(3)
[0014] 由Ia、Ib和U的值，由公式（3)算出R值，再由Rx=R_Ro算出Rx值；
[0015] 根據(jù)（2)式，推出
[0016] T=t1/lg[U/ (U-IaR) ]--------(4)
[0017] 代入VU、Ia和已經(jīng)求得的R值，由（4)式算出T值，根據(jù)T=L/R算出L值。
[0018] 時(shí)鐘電路由集成電路N1?N14和相關(guān)的元器件組成，其中N1取CC4060, N1的16 腳接儀器電源+15V，N1的8和12腳接儀器地線，電容器C14的兩端分別接N1的16和12 腳，電阻器R12的兩端分別接N1的10和11腳，石英晶體振蕩器CY1的兩端分別接N1的10 和11腳，取晶體的振蕩頻率Fo=2. 56MHz，電容器C12的兩端分別接N1的10和12腳，電 容器C13的兩端分別接N1的11和12腳，N1的14腳接N2的14腳，N1的14腳輸出頻率為 10kHz的脈沖，集成電路N2?N8取CC4017, N2?N8的16腳分別接儀器電源+15V，N2? N8的8和13腳接儀器地線，電容器C15?C21的一端分別接N2?N8的16腳，C15?C21 的另一端分別接N2?N8的13腳，N2?N8的15腳分別接P5點(diǎn)，N2的12腳接N3的14腳， N3的12腳接N4的14腳，N4的12腳接N5的14腳，N5的12腳接N6的14腳，N6的12腳 接N7的14腳，N7的12腳接N8的14腳，集成電路N9?N12取時(shí)基電路NE555, N9?N12 的4和8腳分別接儀器電源+15V，N9?N12的1腳分別接儀器地線，N9?N12的5腳分別 通過電容器C26、C22、C10和C7接儀器地線，電阻器R16的一端接N9的4腳，另一端接N9 的6和7腳，電容器C25的一端接儀器地線，另一端接N9的6和7腳，電阻器R17的一端接 N9的8腳，另一端接N9的2腳，按鈕開關(guān)Kb的一端接N9的2腳，其一端接儀器地線，N9的 3腳接P5點(diǎn)，測量開始時(shí)，按合Kb，P5點(diǎn)輸出脈沖信號，電阻器R15的一端接N10的4腳， 另一端接N10的2腳，二極管D5的正極接N10的2腳，其負(fù)極接接N10的4腳，電容器C24 的一端接P5點(diǎn)，另一端接N10的2腳，電阻器R14的一端接N10的6和7腳，另一端接N10 的8腳，電解電容器C23的正極接N10的6和7腳，C23的負(fù)極接儀器地線，N10的3腳接 P4點(diǎn)，選取合適的R14和C23的值，使P4點(diǎn)輸出脈沖的寬度約為3分鐘，電阻器R13的一端 接P4點(diǎn)，另一端接發(fā)光二極管D6的正極，D6的負(fù)極接儀器地線，電阻器R10的兩端分別接 Nil的4和2腳，二極管D4的正極接Nil的2腳，其負(fù)極接Nil的4腳，電容器C9的一端接 Nil的2腳，另一端接P6點(diǎn)，電阻器R11的兩端分別接Nil的8和7腳，Nil的6和7腳相 連接，電容器C11的一端接Nil的6腳，另一端接P1點(diǎn)，Nil的3腳接A2的8腳，電阻器R9 的兩端分別接N12的4和2腳，二極管D3的正極接N12的2腳，其負(fù)極接N12的4腳，電容 器C8的一端接N12的2腳，另一端接P7點(diǎn)，電阻器R8的兩端分別接N12的8和7腳，N12 的6和7腳相連接，電容器C16的一端接N12的6腳，另一端接P1點(diǎn)，N12的3腳接A3的8 腳，集成電路N13和N14取數(shù)字集成電路CC4068, N13和N14的14腳分別接儀器電源+15V， 其7腳分別接儀器地線，N13的13腳接P6點(diǎn)，N14的13腳接P7點(diǎn)，取時(shí)間^=60. 0000秒， 由Ρ6點(diǎn)輸出正脈沖，時(shí)間t2=120. 0000秒，由Ρ7點(diǎn)輸出正脈沖，Ν13的2和3腳相連，并與 N2的3腳連接，N13的4腳接N3的3腳，N13的5腳接N4的3腳，N13的9腳接N5的3腳， N13的10腳接N6的3腳，N13的11腳接N7的5腳，N13的12腳接N8的3腳，N14的2和 3腳相連，并與N2的3腳連接，N14的4腳接N3的3腳，N14的5腳接Μ的3腳，N14的9 腳接Ν5的3腳，Ν14的10腳接Ν6的3腳，Ν14的11腳接Ν7的4腳，Ν14的12腳接Ν8的 2腳。
[0019] 由于采用了上述方案，本實(shí)用新型提供的LR測量儀，可以在5分鐘時(shí)間內(nèi)，方便的 同時(shí)測量出電感器和變壓器繞組的電感L和電阻Rx，與高精度的電阻測量儀和電感測量儀 的結(jié)果相比，誤差小于1%。

【專利附圖】

【附圖說明】 [0020] ：圖1是本實(shí)用新型的電原理圖。
[0021] 【具體實(shí)施方式】：下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。直流穩(wěn)壓電源U可取 5V10A或5V10A，標(biāo)準(zhǔn)電阻Ro取0. 500Ω10(Μ，繼電器J1可取LY4NJ，三極管VI取BD139,取 Rl=5. lkQ，R2=51kQ，Cl=100pF，取電位器 Rpl=Rp2=lkQ，取 R6=R7=24kQ，R8=Rll=10kQ， R9=R10=5. lkQ，取 C6=C8=C9=Cll=lnF，取 C25=10nF，C24=lnF,取 R14=1MQ，C23=33(^F 的 電解電容器。
【權(quán)利要求】
1.本實(shí)用新型提供的LR測量儀，用于同時(shí)測量變壓器繞組或電感器的電感值L和電阻 值Rx，測量范圍，L的值在20-2000H之間，Rx的值在20m Ω -2 Ω之間，測量時(shí)間彡5分鐘， 其特征是：本實(shí)用新型由測量電路和時(shí)鐘電路兩部分組成，測量電路的組成是，5. 00V10A 的直流穩(wěn)壓電源U的負(fù)極接P1點(diǎn)，P1點(diǎn)連接儀器地線，U的正極接繼電器J1的常開開關(guān) K的一邊，K的另一邊接P2點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)電阻Ro的兩端分別接P2和P3點(diǎn)，則充電回路中的電 阻R=Ro+Rx，繼電器J1的驅(qū)動繞組的一端接+12V電源，繞組的另一端接三極管VI的集電 極，VI的發(fā)射極接儀器地線，二極管D1的正極接VI的集電極，D1的負(fù)極接+12V電源，電 阻器R2的一端接VI的基極，另一端接P1點(diǎn)，電阻器R1的一端接VI的基極，另一端接P4 點(diǎn)，電容器C1的一端接VI的基極，另一端接P4點(diǎn)，二極管D2的正極接P1點(diǎn)，D2的負(fù)極 接P3點(diǎn)，手動開關(guān)Ka的兩端分別接P1和P3點(diǎn)，待測電感器或變壓器的待測繞組的兩端分 別接P1和P3點(diǎn)，在測量開始前，先按合Ka，集成電路A1取AD620,電阻器R3的一端接P2 點(diǎn)，另一端接A1的3腳，電阻器R4的一端接P3點(diǎn)，另一端接A1的2腳，電阻器R5的兩端 分別接A1的1和8腳，電容器C2的兩端分別接A1的3和8腳，電容器C3的兩端分別接 A1的1和2腳，A1的7腳接儀器電源+15V，A1的4腳接儀器電源-15V，A1的5腳接儀器 地線，A1的6腳接P10點(diǎn)，取Ro=0. 500 Ω，R5=49. 4k Ω，則P10點(diǎn)的電壓值等于充電電流 lx的值，集成電路A2、A3取LF398, A2的3腳接P10點(diǎn)，A2的5腳接P8點(diǎn)，A2的7腳接儀 器地線，A2的1腳接儀器電源+15V，A2的4腳接儀器電源-15V，電容器C5的兩端分別接 A2的6和7腳，電位器Rpl接成可變電阻，其一端接A2的1腳，另一端接A2的2腳，電阻器 R7的一端接A2的2腳，另一端接A2的7腳，集成電路A3的3腳接P10點(diǎn)，A3的5腳接P9 點(diǎn)，A3的7腳接儀器地線，A3的1腳接儀器電源+15V，A3的4腳接儀器電源-15V，電容器 C4的兩端分別接A3的6和7腳，電位器Rp2接成可變電阻，其一端接A3的1腳，另一端接 A3的2腳，電阻器R6的一端接A3的2腳，另一端接A3的7腳，P8點(diǎn)的電壓值等于時(shí)間心 時(shí)的電流值Ia，P9點(diǎn)的電壓值等于時(shí)間t 2時(shí)的電流值lb;時(shí)鐘電路由集成電路N1?N14 等組成，其中N1取CC4060, N1的16腳接儀器電源+15V，N1的8和12腳接儀器地線，電容 器C14的兩端分別接N1的16和12腳，電阻器R12的兩端分別接N1的10和11腳，石英晶 體振蕩器CY1的兩端分別接N1的10和11腳，取晶體的振蕩頻率Fo=2. 56MHz，電容器C12 的兩端分別接N1的10和12腳，電容器C13的兩端分別接N1的11和12腳，N1的14腳接 N2的14腳，集成電路N2?N8取CC4017, N2?N8的16腳分別接儀器電源+15V，N2?N8 的8和13腳接儀器地線，電容器C15?C21的一端分別接N2?N8的16腳，C15?C21的 另一端分別接N2?N8的13腳，N2?N8的15腳分別接P5點(diǎn)，N2的12腳接N3的14腳， N3的12腳接N4的14腳，N4的12腳接N5的14腳，N5的12腳接N6的14腳，N6的12腳 接N7的14腳，N7的12腳接N8的14腳，集成電路N9?N12取NE555, N9?N12的4和8 腳分別接儀器電源+15V，N9?N12的1腳分別接儀器地線，N9?N12的5腳分別通過電 容器C26、C22、C10和C7接儀器地線，電阻器R16的一端接N9的4腳，另一端接N9的6和 7腳，電容器C25的一端接儀器地線，另一端接N9的6和7腳，電阻器R17的一端接N9的 8腳，另一端接N9的2腳，按鈕開關(guān)Kb的一端接N9的2腳，另一端接儀器地線，N9的3腳 接P5點(diǎn)，測量開始時(shí)，按合Kb，電阻器R15的一端接N10的4腳，另一端接N10的2腳，二 極管D5的正極接N10的2腳，其負(fù)極接接N10的4腳，電容器C24的一端接P5點(diǎn)，另一端 接N10的2腳，電阻器R14的一端接N10的6和7腳，另一端接N10的8腳，電解電容器C23 的正極接N10的6和7腳，C23的負(fù)極接儀器地線，N10的3腳接P4點(diǎn)，電阻器R13的一端 接P4點(diǎn)，另一端接發(fā)光二極管D6的正極，D6的負(fù)極接儀器地線，電阻器R10的兩端分別接 Nil的4和2腳，二極管D4的正極接Nil的2腳，其負(fù)極接Nil的4腳，電容器C9的一端接 Nil的2腳，另一端接P6點(diǎn)，電阻器R11的兩端分別接Nil的8和7腳，Nil的6和7腳相 連接，電容器C11的一端接Nil的6腳，另一端接P1點(diǎn)，Nil的3腳接A2的8腳，電阻器R9 的兩端分別接N12的4和2腳，二極管D3的正極接N12的2腳，其負(fù)極接N12的4腳，電容 器C8的一端接N12的2腳，另一端接P7點(diǎn)，電阻器R8的兩端分別接N12的8和7腳，N12 的6和7腳相連接，電容器C6的一端接N12的6腳，另一端接P1點(diǎn)，N12的3腳接A3的8 腳，集成電路N13和N14取CC4068, N13和N14的14腳分別接儀器電源+15V，其7腳分別 接儀器地線，N13的13腳接P6點(diǎn)，N14的13腳接P7點(diǎn)，N13的2和3腳相連，并與N2的3 腳連接，N13的4腳接N3的3腳，N13的5腳接N4的3腳，N13的9腳接N5的3腳，N13的 10腳接N6的3腳，N13的11腳接N7的5腳，N13的12腳接N8的3腳，N14的2和3腳同 時(shí)與N2的3腳連接，N14的4腳接N3的3腳，N14的5腳接Μ的3腳，N14的9腳接N5的 3腳，Ν14的10腳接Ν6的3腳，Ν14的11腳接Ν7的4腳，Ν14的12腳接Ν8的2腳。
【文檔編號】G01R27/26GK203838248SQ201420105330
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】任靈, 陳建鵬, 胡榮義, 李春亮, 趙慶江, 孫巍巍, 閆軍, 周飛 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)甘肅省電力公司, 國網(wǎng)甘肅省電力公司金昌供電公司, 西安佳源技術(shù)貿(mào)易發(fā)展有限責(zé)任公司