1.一種采用信號分相檢測電感分?jǐn)嚯娀【S持時間的電路,其特征在于:包括依次連接的電壓信號處理電路(2)、分相延緩電路(3)、比較輸出電路(4)、電弧時間測試及顯示驅(qū)動電路(5)和電弧時間顯示電路(6);
所述電壓信號處理電路(2)包括儀用放大器U1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R17和穩(wěn)壓二極管D1,所述電阻R1的一端為電壓信號處理電路(2)的取樣點負(fù)極電壓輸入端VIN-,所述電阻R3的一端為電壓信號處理電路(2)的取樣點正極電壓輸入端VIN+,取樣點負(fù)極電壓輸入端VIN-由串聯(lián)的電阻R1和電阻R2構(gòu)成的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)連接到地,所述電阻R1和電阻R2的連接端與儀用放大器U1的反相輸入端連接,取樣點正極電壓輸入端VIN+由串聯(lián)的電阻R3和電阻R4構(gòu)成的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)連接到地,所述電阻R3和電阻R4的連接端與儀用放大器U1的同相輸入端連接,所述儀用放大器U1的兩個增益電阻連接端之間接有增益調(diào)節(jié)電阻RG,所述穩(wěn)壓二極管D1的陽極接地,所述穩(wěn)壓二極管D1的陰極與儀用放大器U1的電壓參考端連接,所述儀用放大器U1的電壓參考端還通過電阻R17與外部供電電源的輸出端VCC連接;
所述分相延緩電路(3)包括第一分相延緩電路和第二分相延緩電路,所述第一分相延緩電路包括電容C1,由電阻R5和電阻R7組成的第一比例電阻網(wǎng)絡(luò),以及由電阻R6和電阻R8組成的第二比例電阻網(wǎng)絡(luò);所述電阻R5的一端與儀用放大器U1的輸出端連接,所述電阻R5的另一端通過電阻R7接地,所述電阻R6的一端與儀用放大器U1的輸出端連接,所述電阻R6的另一端通過電阻R8接地,所述電容C1的一端與電阻R6和電阻R8的連接端連接,所述電容C1的另一端接地;所述第二分相延緩電路包括電容C2,由電阻R11和電阻R13組成的第三比例電阻網(wǎng)絡(luò),以及由電阻R12和電阻R14組成的第四比例電阻網(wǎng)絡(luò);所述電阻R11的阻值、電阻R12的阻值、電阻R13的阻值和電阻R14的阻值滿足關(guān)系式所述電阻R11的一端與儀用放大器U1的輸出端連接,所述電阻R11的另一端通過電阻R13接地,所述電阻R12的一端與儀用放大器U1的輸出端連接,所述電阻R12的另一端通過電阻R14接地,所述電容C2的一端與電阻R12和電阻R14的連接端連接,所述電容C2的另一端接地;
所述比較輸出電路(4)包括比較器U2、比較器U3、D觸發(fā)器U4、開關(guān)二極管D2、開關(guān)二極管D3、電阻R9、電阻R10、電阻R16和電阻R15,所述比較器U2的同相輸入端與電阻R5和電阻R7的連接端連接,所述比較器U2的反相輸入端與電阻R6和電阻R8的連接端連接,所述比較器U2的輸出端通過電阻R9與外部供電電源的輸出端VCC連接;所述比較器U3的同相輸入端與電阻R12和電阻R14的連接端連接,所述比較器U3的反相輸入端與電阻R11和電阻R13的連接端連接,所述比較器U3的輸出端通過電阻R10與外部供電電源的輸出端VCC連接;所述開關(guān)二極管D2的陽極與所述比較器U2的輸出端連接,所述開關(guān)二極管D3的陽極與所述比較器U3的輸出端連接,所述開關(guān)二極管D2的陰極和開關(guān)二極管D3的陰極均與所述D觸發(fā)器U4的時鐘引腳CLD連接,所述D觸發(fā)器U4的清零引腳通過電阻R16與外部供電電源的輸出端VCC連接,且通過電容C3接地,所述D觸發(fā)器U4的電源引腳Vcc和預(yù)置引腳均與外部供電電源的輸出端VCC連接,所述D觸發(fā)器U4的接地引腳GND接地,所述D觸發(fā)器U4的信號輸入端引腳D和信號輸出端引腳連接,所述D觸發(fā)器U4的信號輸出端引腳Q為所述比較輸出電路(4)的輸出端OUT,所述比較器U2的反相輸入端通過電阻R15與所述D觸發(fā)器U4的信號輸出端引腳Q連接;所述電阻R5的阻值、電阻R6的阻值、電阻R7的阻值、電阻R8的阻值和電阻R15的阻值滿足關(guān)系式
2.按照權(quán)利要求1所述的采用信號分相檢測電感分?jǐn)嚯娀【S持時間的電路,其特征在于:所述電弧時間測試及顯示驅(qū)動電路(5)為單片機(jī),所述電弧時間顯示電路(6)為液晶顯示屏。
3.按照權(quán)利要求2所述的采用信號分相檢測電感分?jǐn)嚯娀【S持時間的電路,其特征在于:所述單片機(jī)的型號為STC89C51,所述液晶顯示屏的型號為LCD1602,所述單片機(jī)上接有時鐘電路,所述時鐘電路由電容C2、電容C3和晶振Y1組成,所述晶振Y1的一端與所述單片機(jī)的第18引腳連接且公共電容C2接地,所述晶振Y1的另一端與所述單片機(jī)的第19引腳連接且公共電容C3接地;所述單片機(jī)的第29引腳和第40引腳均與外部供電電源的輸出端VCC1連接,所述單片機(jī)的第20引腳接地,所述單片機(jī)的第13引腳與所述比較輸出電路(4)的輸出端OUT連接,所述液晶顯示屏的第6引腳、第5引腳和第4引腳依次與所述單片機(jī)的第32引腳、第33引腳和第34引腳連接,所述液晶顯示屏的第1引腳和第16引腳均接地,所述液晶顯示屏的第2引腳和第15引腳均與外部供電電源的輸出端VCC1連接,所述液晶顯示屏的第3引腳通過電阻R13接地。
4.按照權(quán)利要求1所述的采用信號分相檢測電感分?jǐn)嚯娀【S持時間的電路,其特征在于:所述儀用放大器U1的型號為AD623。
5.按照權(quán)利要求1所述的采用信號分相檢測電感分?jǐn)嚯娀【S持時間的電路,其特征在于:所述比較器U2和比較器U3的型號均為LM2903。
6.按照權(quán)利要求1所述的采用信號分相檢測電感分?jǐn)嚯娀【S持時間的電路,其特征在于:所述D觸發(fā)器U4的型號為DM74S74。
7.一種利用如權(quán)利要求1所述的檢測電路對電感分?jǐn)嚯娀【S持時間進(jìn)行檢測的方法,其特征在于,該方法包括以下步驟:
步驟一、檢測電路連接:將感性電路(1)的取樣點正極與電壓信號處理電路(2)的取樣點正極電壓輸入端VIN+連接,將感性電路(1)的取樣點負(fù)極與電壓信號處理電路(2)的取樣點負(fù)極電壓輸入端VIN-連接;并將安全火花試驗裝置G接在感性電路(1)的取樣點正極與負(fù)極之間;
步驟二、電壓信號處理:感性電路(1)工作過程中,電壓信號處理電路(2)對感性電路(1)的取樣點正極與負(fù)極電壓的雙端輸入差分信號進(jìn)行放大處理后,轉(zhuǎn)換成單端電壓信號分為四路輸出給分相延緩電路(3),第一路經(jīng)過所述第一分相延緩電路中的第一比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路(4)中比較器U2的同相輸入端,第二路經(jīng)過所述第一分相延緩電路中的第二比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路(4)中比較器U2的反相輸入端,第三路經(jīng)過所述第二分相延緩電路中的第三比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路(4)中比較器U3的反相輸入端,第四路經(jīng)過所述第二分相延緩電路中的第四比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出到比較輸出電路(4)中比較器U3的同相輸入端;
步驟三、電感分?jǐn)嚯娀【S持時間檢測,具體過程為:
當(dāng)安全火花試驗裝置G的兩個電極處于閉合狀態(tài)時,感性電路(1)正常工作,此時,感性電路(1)中的電感充電儲能,直到電感電流到達(dá)最大值時,感性電路(1)的取樣點正極與取樣點負(fù)極之間的電壓為零,電壓信號處理電路(2)中儀用放大器U1的輸出電壓為儀用放大器U1的電壓參考端的電壓;由于所述電阻R5的阻值、電阻R6的阻值、電阻R7的阻值、電阻R8的阻值和電阻R15的阻值滿足關(guān)系式因此所述比較器U2的反相輸入端電壓大于同相輸入端電壓,因此比較器U2輸出低電平;由于所述電阻R11的阻值、電阻R12的阻值、電阻R13的阻值和電阻R14的阻值滿足關(guān)系式因此所述比較器U3的反相輸入端電壓大于同相輸入端電壓,因此比較器U3輸出低電平;D觸發(fā)器U4的時鐘引腳CLD為低電平,其輸出保持低電平;其中,VIN為感性電路(1)的輸入電壓,RL為感性電路(1)中的限流電阻RL的阻值;
當(dāng)利用安全火花試驗裝置G進(jìn)行開閉爆炸性試驗時,安全火花試驗裝置G的兩個電極由閉合開始分離,由于感性電路(1)的回路電流不能突變,致使分?jǐn)帱c發(fā)生電壓突變,感性電路(1)開始產(chǎn)生電弧放電,產(chǎn)生了突升的電壓;雖然電阻R5的阻值、電阻R6的阻值、電阻R7的阻值、電阻R8的阻值和電阻R15的阻值滿足關(guān)系式但由于電容C1延緩了所述第二比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出的電壓的變化,使得比較器U2的同相輸入端的電壓大于其反相輸入端的電壓,比較器U2輸出高電平;由于電阻R11的阻值、電阻R12的阻值、電阻R13的阻值和電阻R14的阻值滿足關(guān)系式因此比較器U3的同相輸入端的電壓仍然小于其反相輸入端的電壓,比較器U3輸出保持低電平;D觸發(fā)器U4檢測到比較器U2輸出的高電平,開始輸出高電平,D觸發(fā)器U4輸出的高電平經(jīng)過電阻R11和電阻R12分壓后輸出給電弧時間測試及顯示驅(qū)動電路(5),當(dāng)電弧時間測試及顯示驅(qū)動電路(5)檢測到高電平到來時,開始計時;之后,D觸發(fā)器U4輸出的高電平通過電阻R15反饋到比較器U2的反相輸入端,使得比較器U2的反相輸入端的電壓大于其同相輸入端的電壓,比較器U2輸出低電平,D觸發(fā)器U4的輸出仍然維持高電平;
隨著時間的推進(jìn),安全火花試驗裝置G的兩個電極分離的程度逐漸增大,電弧電流近似線性衰減,此時分?jǐn)嗵幍碾娀‰妷壕徛仙捎陔娮鑂5的阻值、電阻R6的阻值、電阻R7的阻值、電阻R8的阻值和電阻R15的阻值滿足關(guān)系式因此比較器U2的同相輸入端的電壓小于其反相輸入端的電壓,比較器U2輸出保持低電平;由于電阻R11的阻值、電阻R12的阻值、電阻R13的阻值和電阻R14的阻值滿足關(guān)系式因此比較器U3的同相輸入端的電壓小于其反相輸入端的電壓,比較器U3輸出保持低電平;D觸發(fā)器U4輸出保持高電平;
隨著安全火花試驗裝置G的兩個電極距離進(jìn)一步加大,電弧電流突然下降為零,安全火花試驗裝置G的兩個電極徹底分離,此時感性電路(1)兩個電極的分離處產(chǎn)生一個突降的電壓信號,雖然電阻R11的阻值、電阻R12的阻值、電阻R13的阻值和電阻R14的阻值滿足關(guān)系式但由于電容C2延緩了所述第四比例電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸出的電壓的變化,因此比較器U3的同相輸入端的電壓大于其反相輸入端的電壓,使得比較器U3輸出高電平;D觸發(fā)器U4檢測到這一高電平信號,輸出狀態(tài)邏輯翻轉(zhuǎn)為低電平,感性電路(1)電弧放電結(jié)束;D觸發(fā)器U3輸出邏輯狀態(tài)翻轉(zhuǎn)時,產(chǎn)生一個下降沿輸出給電弧時間測試及顯示驅(qū)動電路(5),電弧時間測試及顯示驅(qū)動電路(5)停止計時,電弧時間測試及顯示驅(qū)動電路(5)將計時得到的時間記為電感分?jǐn)嚯娀【S持時間,并輸出給電弧時間顯示電路(6)進(jìn)行顯示。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于:所述感性電路(1)由串聯(lián)的電感電路和限流電阻RL組成,所述電感電路中電感的一端為感性電路(1)的取樣點正極,所述限流電阻RL未與所述電感電路連接的一端為感性電路(1)的取樣點負(fù)極。