CN101470144A - 可控硅导通角的数字化测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可控硅导通角的数字化测量方法，包括以下步骤：①将可控硅导通角的模拟信号进行取样、滤波和放大；②检测所取信号的波形宽度；③用高频基准脉冲做CP信号计数，量化被测的波形宽度；④用数字显示仪显示测量结果。由此，通过检测模拟信号导通角的宽度，结合高频基准脉冲进行逻辑运算，最终以非常直观的方式数字化显示出导通角的数值，测量精度达到±0.1°CA，测量的稳定性及可靠性大为提高，为可控硅整流元件在各个领域的广泛应用奠定了基础。
Description
技术领域
本发明涉及可控硅导通角测量技术，尤其涉及可控硅导通角的数字化测量方法，属于电子测量技术领域。
背景技术
可控硅是“可控硅整流元件”的简称，是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件，一般由两个晶闸管反向连接而成。它的功用不仅是整流，还可以用作无触点开关，以快速接通或切断电路，实现将直流电变成交流电的逆变，或者将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电等等。可控硅和其它半导体器件一样，具有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点。它的出现，使半导体技术从弱电领域进入了强电领域，成为工业、农业、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。
可控硅具有如此广泛的应用领域，其技术关键在于通过改变可控硅的导通角，对加在被控负载两端的电压进行控制，从而达到使工程中位移、速度、转速以及光亮等物理量发生变化。然而，对于这些物理量进行控制的基础信号——可控硅导通角的精确测量与控制，长久以来都是十分困难的。究其原因，现有技术中可控硅导通角的测量只能采用原始的方法，即用示波器对该导通角波形信号进行估算。显然，这种测试方法因人为读数引起的误差较大；而且，显示信号的“温漂”也较大，无法达到精确测量与控制可控硅导通角的目的。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种可控硅导通角数字化测量方法，以更为客观、精确地测量可控硅导通角。
本发明的技术方案是：可控硅导通角的数字化测量方法，其特征在于包括以下步骤一
①将可控硅导通角的模拟信号进行取样、滤波和放大；
②检测步骤①所取信号的波形宽度；
③用高频基准脉冲做CP信号计数，量化被测的波形宽度；
④用数字显示仪显示测量结果。
进一步地，上述可控硅导通角的数字化测量方法中，步骤①所述可控硅导通角的模拟信号为正弦波信号；步骤②采用斯密特电路读取被测信号的波形宽度；步骤③所述高频基准脉冲信号的频率范围是15000～200000Hz；步骤④所述数字显示仪是7段显示译码器，其精度为0.1°CA。
本发明的技术效果是：通过检测可控硅导通角模拟信号的宽度，结合高频基准脉冲进行逻辑运算，用计数器进行计数和计算，最终以非常直观的方式数字化显示出导通角的数值，其测量精度达到±0.1°CA。由此，可控硅导通角测量值的稳定性及可靠性大为提高，为可控硅整流元件在各个领域的广泛应用奠定了基础。
附图说明
图1是本发明的测量原理流程图；
图2是可控硅导通角的正弦模拟信号在示波器上的截取图；
图3是本发明应用于电钻的调速曲线图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明技术方案作详细描述。
如图1所示，本发明测量方法的主要步骤是：先输入可控硅导通角的模拟信号，然后对模拟信号进行取样、滤波和放大，接着检测上述信号的波形宽度，再用高频基准脉冲做CP信号计数，量化被测的波形宽度，最后用计数器计数，并通过数字显示仪显示测量结果。
上述过程中，可控硅导通角的模拟信号可为常规的正弦波信号，检测信号的波形宽度时可采用斯密特电路读取，读取后的方波信号与输入的高频基准脉冲电路一起输入给逻辑运算电路，计数器检测运算结果，再输出给数字显示仪。
该方法的测量精度由高频基准脉冲信号的频率决定，一般地，该频率范围是15000～200000Hz。相应地，数字显示仪采用四位7段显示译码器，其精度为0.1°CA。
根据本发明技术方案，可形成形式各异的可控硅导通角数字测量仪。运用这些仪器可检测各种具体场合下的导通角。图2是一例，其周期是180°CA，通过示波器目测，导通角在31～40°CA，而用数字测量仪测量，测量结果为34.9～35.1°CA。测量结果如下表：
| 测量方法 | 第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | 第五次 |
| 目测波形 | 32°CA | 36°CA | 38°CA | 31°CA | 40°CA |
| 数字显示 | 35.0°CA | 35.0°CA | 35.1°CA | 34.9°CA | 35.0°CA |
上述对比实例表明：原有的测量手段仅仅是对模拟量的一个估算，人为因素的影响比较大，所测得的导通角的误差较大；采用本发明提供的测量方法，则可大大提高测量结果的精度，能把控制误差在±0.1°CA范围之内。
可控硅导通角的测量仪器在工业生产中有着广泛的应用。例如，交流调速开关HIC芯片的初始速度的设定，或者电钻等电动工具起始转速的调整，等等。电动工具的初始状态决定于加载在其电机上的初始电压，图3是电钻的调速曲线坐标图，图中VH为电钻的最高转速，VL为电钻的起始转速，VL～VH为电钻的调速范围；S1～S2则为调速所经历的爬行距离。由该调速曲线图可见，电钻初始转速的调整具有非常高的精度要求。在同样规格的电机情况下初始电压则与交流调速控制电路中可控硅的起始导通角一一对应，为此，只要将控制调速的核心元件——可控硅的起始导通角精确地控制好，就能实现精确地调整好电动工具的初始转速。本发明将可控硅导通角的测量精度控制在±0.1°CA以内，即为提高电钻的产品质量奠定了很好基础。
综上，本发明提供了一种可控硅导通角的数字化测量方法，其测量精度比现有技术提高了一个数量级。随着可控硅的广泛使用，该测量方法对于光照、位移、速度等物理量的精确控制非常有益。
Claims (5)
1、可控硅导通角的数字化测量方法，其特征在于包括以下步骤：
①将可控硅导通角的模拟信号进行取样、滤波和放大；
②检测步骤①所取信号的波形宽度；
③用高频基准脉冲做CP信号计数，量化被测的波形宽度；
④用数字显示仪显示测量结果。
2、根据权利要求1所述的可控硅导通角的数字化测量方法，其特征在于：步骤①所述可控硅导通角的模拟信号为正弦波信号。
3、根据权利要求1所述的可控硅导通角的数字化测量方法，其特征在于：步骤②采用斯密特电路读取被测信号的波形宽度。
4、根据权利要求1所述的可控硅导通角的数字化测量方法，其特征在于：步骤③所述高频基准脉冲信号的频率范围是15000～200000Hz。
5、根据权利要求1所述的可控硅导通角的数字化测量方法，其特征在于：步骤④所述数字显示仪是7段显示译码器，其精度为0.1°CA。
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| CNA2007103025937A CN101470144A (zh) | 2007-12-29 | 2007-12-29 | 可控硅导通角的数字化测量方法 |
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|---|---|
| CN101470144A true CN101470144A (zh) | 2009-07-01 |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN101470144A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106324467A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-01-11 | 田红卫 | 单向可控硅全状态监测器 |
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2007
- 2007-12-29 CN CNA2007103025937A patent/CN101470144A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN106324467A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-01-11 | 田红卫 | 单向可控硅全状态监测器 |
| CN106324467B (zh) * | 2016-08-25 | 2019-02-01 | 田红卫 | 单向可控硅全状态监测器 |
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