專利名稱：蓄電池及直流供電系統(tǒng)的監(jiān)控儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及蓄電池的電流、電壓、容量等參數(shù)的測量裝置，特別適用于以蓄電池作為后備電源的直流供電系統(tǒng)的監(jiān)測與控制。
以蓄電池作為后備電源的直流供電系統(tǒng)廣泛應用于各種不允許供電瞬間中斷的重要場所，如電站、石油化工廠、大型鋼鐵廠、電信局機房、大型鐵路樞紐、機場控制塔臺等的中央控制室，計算機房的ups電源、大型高級賓館的保安電源，潛水艇的直流動力電源系統(tǒng)等等。所配用的蓄電池，是這些直流系統(tǒng)中投資比例最大，運行維護管理最復雜的部件。其中，在線了解備用蓄電池的電流、電壓、容量等參數(shù)，以便使其始終處于正確的充放電狀態(tài)，是提高蓄電池使用壽命和保證系統(tǒng)正常運行的前提。許多現(xiàn)場運行的經(jīng)驗和教訓證實，過大或過小的浮充電流表明，不是蓄電池本身存在問題就是系統(tǒng)存在問題，如不及時解決，就會縮短電池壽命或威脅主系統(tǒng)的安全可靠性。
截止目前為止，對這類直流供電系統(tǒng)的設計與運行管理中，尚有以下四個問題無簡單可靠的方法解決一、浮充電流的測量這類似蓄電池為備用電源的直流電系統(tǒng)，蓄電池的充放電電流的值相距很大。舉例來說，1000Ah的鉛蓄電池，其正常浮充電流約0.3～1.5A，補充充電電流一般100～200A，當發(fā)生交流電源中斷事故時，蓄電池的放電電流卻可達500A，數(shù)值相差竟達四個數(shù)量級以上，動態(tài)變化范圍如此寬廣，僅用一個傳感器和一套測量裝置來完成，在測量上有相當?shù)碾y度。
在公知技術中，采用了如

圖1、圖2所示的方案來測量其充放電電流。
(一)接觸器式浮充電流測量裝置見圖1，用一只小量程的電流表A1與一只大量程電流表A2同時串接在蓄電池回路，分別進行測量。這種辦法從建國以來沿用至今，還在繼續(xù)被使用。為避免大電流損壞小電流表A1，一般情況下用一只大容量的直流接觸器的常閉主觸點將A1短接，當需要測量浮充電流時，人工操作按鈕AN，直流接觸器ZJ動作，其常閉主觸點ZJ打開，使A1串入主回路進行測量。
這一方案存在以下四個缺陷1、原理性缺陷當正在進行浮充電流測量時，若負載放電電流突然增大(例如，電站中的油開關合閘，其合閘電流達80～250A)，則浮充電流表必然損壞，且造成蓄電池回路中斷的嚴重事故。
2、監(jiān)測不連續(xù)顯然，這種方案不能連續(xù)監(jiān)測蓄電池的浮充電流，以便對不正常的浮充電流及時報警，提醒運行人員及早消除缺陷。連續(xù)監(jiān)測正是該系統(tǒng)所希望的。
3、體積大、安裝不便直流接觸器ZJ體積大，造成直流屏結(jié)構(gòu)上設計與安裝的困難，同時也造成了維修的困難。
4、對大容量蓄電池系統(tǒng)，無相應規(guī)格的直流接觸器供貨，此方案實施困難。如，我國目前和今后相當一段時期的主力火電機組-300MW大型機組，電力設計規(guī)范要求1400Ah以上的蓄電池，其配套用的直流接觸器至少要達700A，而且前配套用CZ型直流接觸器最大容量僅600A。
(二)二極管式浮充電流測量方案，見圖2這種方法系70年代中后期，才開始在國內(nèi)應用，但并不很普遍。
正常運行時，整流器Z的輸出電壓經(jīng)切換開關K的3-1接點接入母線向負載供電，二極管D截止。浮充電流由B→A，全部通過小量程的浮充電流表A1直接測量。當負載電流突然增大時，二極管D導通蓄電池放電電流經(jīng)D流向負載。由于，UAB≤1V，恰當選擇A1參數(shù)和R的數(shù)值，使A1的指針僅指示在最大值附近，不致?lián)p壞。當蓄電池需充電時，切換開關3-2接通，整流器Z經(jīng)K的3-2向蓄電池充電。
此方案的缺點在于1、切換開關K的體積也很不小，仍存在結(jié)構(gòu)上的困難，而且使系統(tǒng)的主接線復雜，運行不便降低了可靠性。
2、旁路二極管在事故放電時要流過很大的電流，大容量的二極管且需水冷或風冷，又增加了結(jié)構(gòu)上的復雜和困難，且又降低了系統(tǒng)的可靠性。
3、也不能對不正常的浮充電流報警。
所以，此方案一般僅用在小容量系統(tǒng)。
(三)不測浮充電流的直流系統(tǒng)鑒于以上方案存在的缺陷，為了保證系統(tǒng)的可靠性，干脆取消上述不可靠的浮充電流測量裝置。這是原電力部審定通過的大型發(fā)電廠、大型變電站典型直流系統(tǒng)設計方案中優(yōu)先推薦的方案，也是八十年代中后期，許多電站直流系統(tǒng)實際采用的方案，見圖3，并已正式編入電力設計手冊。
不過要指出，這實在是一種沒有辦法的辦法，是很不合理的一種回避矛盾的方案。編入電力設計手冊的該典型設計方案也沒有指出浮充電流無測量必要性的理由。
浮充電流測量的重要性在于
1、系統(tǒng)運行中，連續(xù)監(jiān)測浮充電流可以判斷蓄電池是否處于正常運行狀態(tài)，過大或過小的浮充電流表明，不是蓄電池本身存在問題就是系統(tǒng)存在問題，如不即時解決，就會縮短電池壽命或威脅主系統(tǒng)的安全可靠性，這已為許多現(xiàn)場運行的經(jīng)驗和教訓所證實。
2、目前廣泛推廣應用的限流恒壓充電制度，其充電過程是否完成的依據(jù)之一，就是末期充電電流的數(shù)值及率化率是否在規(guī)范要求之內(nèi)，而末期充電電流的數(shù)值恰好處于浮充電流的數(shù)量級范圍附近。由于無法準確測量末期充電電流及其變化率，就無法準確結(jié)束充電過程中，使人們耽心這種充電制度在實施中存在過充或欠充的很大可能性，從而影響到限流恒壓充電制度的正確推廣應用。
所以，為確保蓄電池按廠家規(guī)定的規(guī)范準確充電和浮充運行，為確保直流系統(tǒng)的可靠性，浮充電流數(shù)量級的小電流的可靠測量裝置對于直流供電系統(tǒng)是必不可少的部件，取消是不合理的。
二、放電電量的測量和控制蓄電池事故放電后，應該準確補充多少電量，一直是困擾直流系統(tǒng)設計及運行管理的一個技術難題。
如果事故放電電流If是一恒定值，只要人工準確記錄下辨電時間t，則放電電量Q＝If·t，進行簡單計算即可求得。如果放電電流If是一隨機變化值，則問題就復雜多了。準確的放電電量為Q＝∫t0ifde或
，對于后一計算公式，需要準確記錄下事故狀態(tài)下，不同放電電流ifp下的放電時間tp。在事故狀況下，要求現(xiàn)場值班人員人工完成這一工作幾乎是不可能的，如果發(fā)生連續(xù)性間隙停電事故，即，發(fā)生一次交流電源停電事故，經(jīng)處理恢復交流電源供電后，整流裝置開始對蓄電池進行補充充電，經(jīng)過一段不長的時間，因某種原因又發(fā)生交流電源中斷使整流器停止充電蓄電池再次事故放電。這種不正常事故狀態(tài)，在大型復雜的直流系統(tǒng)中有可能多次發(fā)生。在這種情況下，既要求值班人員準確記錄下不同放電電流及放電時間，又要求記錄下充電電流及充電時間，這就更加不可能了。因為在事故狀態(tài)下，值班人員為處理主系統(tǒng)的事故已經(jīng)手忙腳亂，精神高度緊張，哪有精力顧及充放電電流和時間，這些相對而較次要的運行參數(shù)呢？對于放電電量的前一計算公式Q＝∫ifdt，需要一個能測量很寬電流范圍的積分裝置，該裝置還要能對充電電流和放電電流都作出響應，以便計算出放電電量的凈絕對值。
不能準確記錄蓄電池的實際放電電量，就無法準確進行補充充電。充電不當也是不少蓄電池使用壽命大大縮短的原因之一。
比較近期的公知技術中，如CN1039660A，CN1051793A和CN2047027U中，均涉及一種蓄電池充電或放電容量的測量方案。但是，它們均有以下缺陷1、不能在充放電電流以4個數(shù)量值的幅度進行變化的范圍內(nèi)自動、準確測出0.3～1.5A范圍的浮充電流值，如CN2047027必須在停電狀態(tài)下手動改換串入電路的分流器規(guī)格來改變測量量程，不能用一個規(guī)格的分流器既對大電流響應又對小的浮充電流響應，而且對流向相反的充電電流和放電電流也不能同時響應。這樣即不可靠，也不經(jīng)濟。
三、電池容量的溫度補償蓄電池實際可以放出的容量是與當時的電解液溫度有密切關系的，其大致趨勢是當溫度升高時，可實際放出的容量增加，當溫度降低時，實際容量要明顯減少，即對蓄電池的實際容量要作“溫度補償”核正。對此，是眾所周知的常識。問題在于，了解這一特性是一回事，實際應用這一特性又是另一回事。由于這一溫度曲線的非線性和不通用性，實際工作中，特別是在事故狀態(tài)下，人們幾乎無法真正利用它。
中國專利CN1039660A(菲利浦光燈制造公司申請)提出一種用多層降低電容器的溫度特性補償測量蓄電池容量溫度特性的方案。應該指出這種補償是很近似的，因為難以使電容器的溫度曲線與不同的蓄電池的溫度曲線精確匹配特別是在大批量生產(chǎn)時，更難以做到這一點。此外，充放電過程中，電池的電解液溫度與環(huán)境溫度并不相同，這使得這種補償進一步不準確。這種補償方案只能用在不重要的場合(例如剃須刀電池的充放電容量測量)，在重要的投資巨大的工業(yè)裝置上是不宜采用的。
沒有的準確的溫度補償測量裝置，就不能既最大限度地利用蓄電池的放電容量的潛力，又確保電池的使用壽命。
四、系統(tǒng)中關鍵點電位的監(jiān)測與報警連續(xù)準確監(jiān)測直流系統(tǒng)中各關鍵點母線電壓，在各電壓偏離允許值時進行報警，是直流系統(tǒng)正常運行和控制必不可少的手段，已有技術中和用電壓繼電器作為監(jiān)測元件的缺陷在于，由于通用電壓繼電器的返回區(qū)較大(一般為15～20%)，當母線電壓因某種原因偏離允許值使其動作，經(jīng)處理該原因消失后，電壓繼電器不能返回，使其長期誤發(fā)信號，造成運行與維護上的極大不便。這種缺陷在取消端電池實行限流恒壓充電制度的直流系統(tǒng)中矛盾更加突出。
另外，當需要監(jiān)測的電壓值較多時，需要很多電壓繼電器，這必然造成成本大大增加，更嚴重的困難在于，大大增加了直流屏上結(jié)構(gòu)布置設計上的困難，使得設計人員不得不放棄對某些電壓值的監(jiān)測，以求簡化系統(tǒng)。顯然這削弱了對直流系統(tǒng)監(jiān)視的全面性，增加了運行維護上的不便與麻煩。
本發(fā)明的目的在于從原理上克服上述已有技術在蓄電池及直流供電系統(tǒng)監(jiān)控上的缺陷，提供一種改進的蓄電池及直流供電系統(tǒng)監(jiān)控儀，使其在線自動測定大電流同時也能測定小的浮充電流時，簡單可靠，成本低廉，提高蓄電池的使用壽命。
本發(fā)明進一步地目的在于增強監(jiān)控儀的性能，使其具有電壓，溫度等多種監(jiān)測能力，使該監(jiān)控儀有較好的性能價格比，進一步提高蓄電池的使用壽命。
本發(fā)明的監(jiān)控儀由串入蓄電池回路的分流器、電壓放大器、V/f型模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字處理電路組成，其特征在于僅有一個分流器，電壓放大器是一個放大倍率受數(shù)字處理電路反饋信號控制的可變增益放大器。
本發(fā)明進一步地特征在于可變增益放大器與V/f型模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間串接一個輸出極性恒定的極性調(diào)整電路，并在可變增益放大器與數(shù)字處理電路之間接入一個極性檢測電路，以便數(shù)字處理電路可以判斷接受到的電流數(shù)字信號的極性。
本發(fā)明相對于已有技術的優(yōu)點，在于避免了測量過程中手動或有觸點的切換動作，通過采用一個分流器與放大倍率可變的電壓放大器配合使用的方法，分檔測量小電流和大電流，量程可達4個數(shù)量級以上，各檔精度均可小于0.5%，既達到了監(jiān)控的要求，又保證了蓄電池及直流供電系統(tǒng)的高度可靠。同時，這種方法還可以大大地降低監(jiān)控儀的成本。
采用極性調(diào)整電路是為了用低廉的V/f型單極性模數(shù)轉(zhuǎn)換器替代較貴的雙極性A/D轉(zhuǎn)換器，從而降低整機的成本。
為了提高監(jiān)控儀的性能價格比，在數(shù)字處理電路上采用單片計算機，利用其豐富的功能，再配以關鍵點電壓、系統(tǒng)溫度測量電路，從多方面監(jiān)測蓄電池及直流供電系統(tǒng)，達到提高蓄電池使用壽命和系統(tǒng)安全可靠運行的效果。
本發(fā)明的監(jiān)控儀的電位測量通道由電壓采樣電路，多路選擇開關，A/D轉(zhuǎn)換器和譯碼器組成，其特征在于多個電壓采樣電路，通過多路選擇開關共同一個A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器采用V/F變換器組成。
其進一步的特征在于，多路選擇開關受譯碼器的控制，譯碼器接受單片機發(fā)出的順序采樣命令。
本發(fā)明的監(jiān)控儀的電解液溫度測量通道由溫度傳感器、放大器、多路選擇開關、A/D轉(zhuǎn)換器、譯碼機等組成。其特征在于多個溫度傳感器通過多路選擇開關共同一個A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器采用V/f變換器組成。
其進一步的特征在于，多路選擇開關受譯碼器的控制，譯碼器接受單片機發(fā)出的順序采樣命令。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
圖1現(xiàn)有技術接觸器式浮充電流測量電路圖2現(xiàn)有技術二極管式浮充電流測量電路圖3不測浮充電流的直流系統(tǒng)主接線圖4本發(fā)明的監(jiān)控儀總體原理5圖4中電流/電量測量通道的一種電路圖6圖4中電壓測量通道的一種是電路圖7圖4中溫度測量通道的一種電路一、電流/電量測量通道接口串聯(lián)在蓄電池回路的一個分流器1，將蓄電池回路的充放電電流i線性地轉(zhuǎn)換成電壓U，送增益可分檔變化的精密程控增益放大器2進行放大。該放大器2由運算放大器PGA102、多路選擇開關CD4066和三個微調(diào)電位器組成。經(jīng)兩個運算放大器組成的極性調(diào)整電路3送壓控V/f變換器LM331組成的A/D轉(zhuǎn)換器4，將放大后的電壓信號線性比例地轉(zhuǎn)換成頻率信號fi，含有電流信息的頻率信號fi，經(jīng)光電耦合器6隔離后輸入單片機單元22。如果蓄電池回路的電流方向改變，極性檢測電路5動作，輸出電平信號，經(jīng)光電耦合器7隔離后，通知單片機;此時正在傳送反方向的電流-頻率信號，注意識別。極性調(diào)整電路3的作用是不論電流的極性如何，始終保證送入A/D轉(zhuǎn)換器4的電壓信號是同一極性的，以便可采用廉價的只能接受單極性信號的A/D轉(zhuǎn)換器。
電流極性檢測元件5也可以取消，注意選擇和調(diào)整A/D轉(zhuǎn)換器4的型號和工作點，使其輸出的頻率信號中含有極性的信息，單片機單元在軟件的支持下仍然可以識別電流信號的極性。顯然，這種方式簡化了接口硬件的構(gòu)成，但卻增加了軟件及其載體(存貯器)的投資。是否合算，在不同應用場合的具體裝置中要全面平衡一下成本、售價和可靠性的矛盾。就一般情況而言，不采用極性調(diào)整和檢測電路，就需要采用價格較貴的可處理雙極性信號的A/D轉(zhuǎn)換器，而采用極性調(diào)整和檢測電路，就可采用僅能接受單極性信號的廉價的A/D轉(zhuǎn)換器。顯然，這種工作方式降低了整機的成本。
當電流i增大，超過當時的量程時，單片機系統(tǒng)發(fā)出超量程信號經(jīng)光電耦合器8隔離后，送程控增益放大器2，使放大器自動降低一檔增益。當電流i低于當時量程的某一比例時，便發(fā)生與上述類似的相反過程，放大器自動升高一檔增益。這樣，被測電流始終處于測量系統(tǒng)最佳的量程范圍內(nèi)，簡單可靠地解決了用1只分流器和一套商量裝置精確測量大動態(tài)范圍直流電流的精度與范圍的矛盾，使長期未能很好解決的浮充電流測量的難題，迎刃而解。
為了確保A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的精度，又要簡化電路，降低成本，本發(fā)明的所有模擬量接口電路中均采用V/F變換式A/D轉(zhuǎn)換器。這種A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理是轉(zhuǎn)換器首先將電壓線性比例地轉(zhuǎn)換成頻率f，即f＝g(u)再送入計算機，然后，單片機系統(tǒng)經(jīng)數(shù)據(jù)處理后才得到真正的數(shù)字量，完成A/D轉(zhuǎn)換的全過程。
含有電流信息的頻率信號fi經(jīng)單片機數(shù)據(jù)處理后，一方面以電流數(shù)字量(以A單位)的形式顯示在顯示器23上;另一方面系統(tǒng)不斷地連續(xù)對i積分，即計算Q＝∫t0idt。此積分值Q即為蓄電池的充(放)電電量(以Ah為單位)。將此電量值Q貯存在系統(tǒng)的內(nèi)存中，當需要時，可操作鍵盤25將其調(diào)至顯示器上顯示，同時也作為系統(tǒng)進行其他運算和控制的備用數(shù)據(jù)。
這樣的工作模式，使得僅采用簡單價廉的電流測量電流通道電路結(jié)構(gòu)，就同時完成了蓄電池充放電的電流和電量的精確測量，實現(xiàn)了兩個物理量測量的硬件資源共享，大大降低了整機在成本。
由于計測到的電量Q是電流的真正積分值，于是電流在很寬范圍的變化也不會影響到電量Q的測量精度，在程控增益放大器的配合下更能確保這一特性。這樣，就保證了，在事故放電和充電狀態(tài)時，不論充放電電流怎樣隨機變化，本監(jiān)控儀都能準確地計測到起初的充放電電量。
以這些電量為依據(jù)，就可實現(xiàn)許多控制和報警功能。
比如，當交流電源中斷，蓄電池作事故放電時，單片機就立即開始計測放電電量Qf并存貯下來，當交流電源恢復后，單片機就發(fā)出“充電”命令，自動控制充電整流器改變輸出電壓，對蓄電池作補充充電，并且單片機又立即對充電電量Qc進行計測，并不斷進行KQc-Qf的運算，其中K為蓄電池的充電效率系數(shù)，當滿足KQc-Qf＝0時，就表示，補充充電過程已準確完成，單片機又發(fā)出“停充”命令，令充電整流器改變輸出電壓，蓄電池轉(zhuǎn)入“浮充”狀態(tài)運行。
如果在上述過程中，交流電源發(fā)生多次中斷事故，則蓄電池就發(fā)生了多次放電-充電過程，顯然，這種情況下，安時數(shù)的記錄和充放電片管理操作就復雜得多，要人工準確地完成這一工作就更是不可能。而由本發(fā)明制造的裝置則可以輕松準確地勝任這一工作。單片機只要不停地運算和判斷下式是否成立即可
KΣi = 1nQci-Σi = 1nQf i =0]]>一當上式成立，單片機就可發(fā)出“停充”命令。
利用電量作控制應用的另一個例子，是對蓄電池的放電容量進行溫度補償，蓄電池實際可以放出的容量(即電量，以Ah單位)是當時的電解液溫度有密切關系的，其大致趨勢是當溫度升高時，可實際放出的容量也增加，當溫度降低時，則實際容量要明顯減少，對此，幾乎是眾所周知的常識。問題在于，了解這一特性是一回事，實際應用這一特性又是另一回事。由于這一溫度線的非線性和復雜性，實際工作中，特別是在事故狀態(tài)下，人們幾乎無法真正利用它。運用單片機技術和準確的電量計測技術，電解液溫度曲線就可以容易地測出。在軟件地支持下，現(xiàn)場維護人員能輕松地將標準的或廠有給定的溫度曲數(shù)數(shù)據(jù)，一次性地用鍵盤輸入單片機中，就完事大吉了。蓄電池事故放電時，單片機就會根據(jù)溫度測量通道送入的當時的電解液溫度數(shù)據(jù)，利用內(nèi)存中的溫度曲線不斷進行補償運算，一旦電量Qf達到當時溫度下的允許值，單片機立即限生“電量放完”的命令報警，也可以同時用此命令去切斷放電回路，以確保蓄電池不致因過放電而損壞。
單片機利用準確的電量測量技術可以實現(xiàn)的功能舉不勝舉，不在此浪費篇幅。
二、電壓測量通道接口被監(jiān)測的直流系統(tǒng)的四個關鍵點母線電壓U1～U4，經(jīng)電壓采樣元件9-1～9-4采樣后，經(jīng)多路切換開關10選取其中一路電壓信號送A/D轉(zhuǎn)換器11，轉(zhuǎn)化成頻率信號fu，再經(jīng)光電耦合器13隔離后，選入單片機單元22進行數(shù)據(jù)處理。所以要采用多路選擇開關10是為了實現(xiàn)4個電壓點測量共用一個A/D轉(zhuǎn)換器及占用單片機一根輸入口線，簡化裝置的硬件構(gòu)成。多路選擇開關10受單片機送出的采樣命令的控制，采樣命令經(jīng)光電耦合器14隔離后，送譯碼器12解碼后，準確地按程序要求進行各電壓信號的切換，實現(xiàn)電壓測量通道的硬件資源共享。
輸入單片機內(nèi)的電壓頻率信號fu經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，存入內(nèi)存中指定單元，并不斷將新測量值與上、下限給定值進行比較。當有越限情況發(fā)生時，系統(tǒng)立即經(jīng)繼電器輸出報警信號，同時，將越限點的編號及電壓值顯示在顯示器上。未發(fā)生越限的測點電壓，需要時，也可用鍵盤將其調(diào)出顯示。
每一個測點需要監(jiān)控的電壓值的數(shù)量可以依系統(tǒng)設計和運行管理的需要任意設置，但硬件數(shù)量卻不變，僅僅改變軟件設計即可完成?？朔硕嚯妷褐当O(jiān)控與成本、結(jié)構(gòu)的矛盾。
另外，由于電壓的比較是以數(shù)字的形式在單片機內(nèi)靠軟件完成的，故動作值的返回區(qū)可以整定得很小，克服了電磁式電壓繼電器返回區(qū)過大和模擬式電子電壓比較器受溫度影響大的缺陷。
測點的數(shù)量可以依需要增加，對現(xiàn)有直流系統(tǒng)，一般4個點已足夠。
三、溫度測量通道蓄電池的電解液溫度由溫度傳感器15-1～15-n轉(zhuǎn)換為直流電壓，經(jīng)放大器16-1～16-n分別放大后，經(jīng)n選1的多路選擇開關17，按順序分別選出其中一路，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器18轉(zhuǎn)換為溫度頻率信號fr，經(jīng)光電耦合器20送單片機單元。單片機發(fā)出的循環(huán)掃描采樣命令，經(jīng)光電耦合器21送入譯碼器19解碼后，再驅(qū)動多路選擇開關17，保證一時刻只有一路溫度信號輸入單片機。
輸入單片機的溫度頻率信號fr經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，存入內(nèi)存中指定單元，并不斷將新測量值與上、下限給定值進行比較。當有越限情況發(fā)生時，系統(tǒng)立即經(jīng)繼電器輸出報警信號，同時將越限點的編號及溫度值顯示在顯示器上。未發(fā)生越限的測點溫度，需要時，也可用鍵盤將其調(diào)出顯示。
另一方面，單片機單元還將測得的電解液溫度值參加有關電量的溫度補償計算。
溫度測點的數(shù)量由現(xiàn)場蓄電池的個數(shù)和需要而定。
其他本發(fā)明的監(jiān)控儀，其電流、電量、電壓及溫度的控制和報警輸出均為開關量輸出，均采用小型電磁繼電器，以兼顧體積、價格和可靠性的矛盾。為了提高監(jiān)控儀的抗干撓性能和各回路間的隔離度，單片機單元的開關輸出信號經(jīng)由驅(qū)動器26-1～26-n驅(qū)動小型電磁繼電器27-1～27-n，輸出接點信號控制外部電路。
權利要求
1.蓄電池及直流供電系統(tǒng)的監(jiān)控儀，由串入蓄電池回路的分流器1，電壓放大器2，V/f模數(shù)轉(zhuǎn)換器4和數(shù)字處理電路22組成，其特征在于僅用一個分流器，電壓放大器是一個放大倍率受數(shù)字處理電路反饋信號控制的可變增益放大器。
2.如權利要求1所述的監(jiān)控儀，其特征在于可變增蓋放大器2由一個程控運算放大器、一個雙向選擇開關和三個微調(diào)電位器組成。
3.如權利要求1所述的監(jiān)控儀，其特征在于可變增益放大器2與V/f型模數(shù)轉(zhuǎn)換器4之間串接一個輸出極性恒定的極性調(diào)整電路3，并在可變增益放大器2與數(shù)字處理電路22之間接入一個極性檢測電路5，以便數(shù)字處理電路22可以判斷接受到的電流數(shù)字信號的極性。
4.如權利要求3所述的監(jiān)控儀，其特征在于極性調(diào)整電路3由兩個運算放大器組成，其輸入端與可變增益放大器2的輸出端相連接，其輸出端與V/f型模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的輸入端相連接。
5.如權利要求1、2、3或4所述的監(jiān)控儀，其特征在于數(shù)字處理電路22為單片計算機。
6.如權利要求5所述的監(jiān)控儀，其特征在于其直流系統(tǒng)關鍵點電壓的監(jiān)測電路是由多個電壓采樣元件9，多路選擇開關10，模數(shù)轉(zhuǎn)換器11，譯碼器12組成，多路選擇開關受單片機電路輸出的反饋信號控制。
7.如權利要求5所述的監(jiān)控儀，其特征在于其電壓、溫度測量通路中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器均由V/F變換器及附屬電路組成。
8.如權利要求5所述的監(jiān)控儀，其特征在于其電流、電壓、溫度測量通道與單片機電路的信號聯(lián)接均由光電耦合器6、7、8、13、14、20、21完成。
全文摘要
一種蓄電池及直流供電系統(tǒng)監(jiān)控儀，特別適用于以蓄電池為后備電源的直流供電系統(tǒng)的監(jiān)測與控制，它由串人蓄電池回路的一個規(guī)格的分流器、增益可變的程控運算放大器、極性調(diào)整電路、V/f型模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字電路組成，此外還有關鍵電壓點和蓄電池溫度測量電路。該監(jiān)控儀具有簡單可靠的特點，解決了該領域存在的浮充電流測量問題，并從多方面提高蓄電池的使用壽命。
文檔編號G01R19/252GK1077032SQ92102238
公開日1993年10月6日 申請日期1992年3月29日 優(yōu)先權日1992年3月29日
發(fā)明者張友譜 申請人:張友譜