CN105699708A - 一种用于绕线组件的多功能测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电子测量技术领域，特别设计一种用于绕线组件的多功能测试系统。本发明针对现有技术的不足，设计了一种能够实现安规耐压、匝间耐压、直流电阻和电感量的测试，测试时不需要更换测试夹具，提高了测试速度，同时也降低了测试设备的购置成本。

Description

一种用于绕线组件的多功能测试系统

技术领域

本发明属于电子测量技术领域，特别设计一种用于绕线组件的多功能测试系统。

背景技术

绕线元件如马达、电机、变压器等线圈类产品一般要测试安规耐压、匝间耐压、直流电阻、电感量四项内容，现在测试这四项内容需要安规耐压分析仪、匝间耐压分析仪、直流低电阻分析仪、电感测试仪四种不同的仪器。现有条件下，工厂在分析及检测绕线元件产品质量时要购买这四种不同的仪器，这四种仪器采购价格昂贵。安规耐压和匝间耐压测试时用高压测试夹具，而测试直流电阻与电感量时用四端开尔文测试，所以测试时要切换不同的测试夹具，导致测试流程繁琐且占用很长的测试时间以及更多的测试人员。四种测试仪器占用过大的空间，延误质量检测速度，对于三相电机、变压器等多绕组产品不能实现多路扫描。产品测试测量信息上传电脑要分别连接到四台仪器，并且不同的仪器上传接口都不一定相同，测试系统布线相对繁琐。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，设计了一种能够实现安规耐压、匝间耐压、直流电阻和电感量的测试，测试时不需要更换测试夹具，提高了测试速度，同时也降低了测试设备的购置成本。

本发明的技术方案如下：

一种用于绕线组件的多功能测试系统，其包括高压电源电路、直流电源电路、正弦信号源电路、匝间耐压脉冲波形发生电路、耐压测量采样电路、高速模数转换电路、信号调整电路以及多斜积分模数转换电路，其特征在于：还包括与上述电路连接的测试调节电路，所述测试调节电路与被测件连接；

所述高压电源电路与匝间耐压脉冲波形发生电路连接，且两者之间设置有第一开关，匝间耐压脉冲波形发生电路与第五开关连接，第五开关与第一双刀单掷开关的一侧的第一接线端连接，第一双刀单掷开关的另一侧与被测件连接；

所述高压电源电路与第二开关连接，第二开关与第四开关连接，第四开关与第一双刀单掷开关的一侧的第一接线端连接；

所述直流电源电路和正弦信号源电路与第一单刀双掷开关连接，第一单刀双掷开关与第三开关连接，第三开关连接在第二开关和第四开关之间；

被测件的另一侧与第二双刀单掷开关的一侧连接，第二双刀单掷开关的另一侧的第三接线端连接有第二单刀双掷开关，第二单刀双掷开关一端连接有第三单刀双掷开关，第二单刀双掷开关的另一端接地，第三单刀双掷开关的一端连接有第三双刀单掷开关，第三双刀单掷开关连接有第一仪表放大器和量程电阻，第一仪表放大器与信号调整电路连接，信号调整电路与多斜度积分模数转换电路连接，第三单刀双掷开关的另一端连接有平衡电桥，平衡电桥连接有单位缓冲器，单位缓冲器连接有第二差分放大器，第二差分放大器与信号调整电路连接；

第一双刀单掷开关的一侧的第二接线端连接有第六开关，第六开关与耐压测量采样电路连接，耐压测量采样电路与高速模数转换电路；

第一双刀单掷开关的一侧的第二接线端连接有第七开关，第七开关连接有第四单刀双掷开关，第四单刀双掷开关的一端与第一运放单元连接，第一运放单元与第一差分放大器连接，第一差分放大器与信号调整电路连接，第四单刀双掷开关的另一端与第二仪表放大器连接，第二仪表放大器与信号调整电路连接；

第二双刀单掷开关的另一侧的第四接线端连接有第八开关，第八开关连接有第五单刀双掷开关，第五单刀双掷开关的一端与第二仪表放大器连接，第五单刀双掷开关的另一端与第二运放单元连接，第二运放单元与第一差分放大器连接，第四接线端还连接有第九开关，第九开关与耐压测量采样电路连接。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

本发明实现的技术可以在一台仪器内实现安规耐压、匝间耐压、直流电阻、电感量四项内容的测试分析；430mm宽、4U高的单机尺寸远远小于四台测试仪器的尺寸；精度可以达到甚至超过四台单机测试精度；在同等测试条件下，测试速度更快；采用新型高压四端测试夹具，测试时不需要更换测试夹具；采用8通道扫描设计，可实现多绕组产品的多路扫描；单机实现价格远远低于四台分立仪器；借助于常用的继电器，运放等器件，实现的电路简单；产品测试信息上传电脑只需要一根通讯线即可，测试系统布线简单。

附图说明

图1为本发明的系统示意图；

附图中K1为第一开关，K2为第二开关，K3为第三开关，K4为第一单刀双掷开关，K5为第四开关，K6为第五开关，K7为第一双刀单掷开关，K8为第二双刀单掷开关，K9为第二单刀双掷开关，K10为第三单刀双掷开关，K11为第三双刀单掷开关，K12为第六开关，K13为第七开关，K14为第四单刀双掷开关，K15为第八卡关，K16为第五单刀双掷开关，K17为第九开关,1为第一接线端，2为第二接线端，3为第三接线端，4为第四接线端，5为量程电阻，6为第一仪表放大器，7为平衡电桥，8为单位缓冲器，9为第二差分放大器，10为第二运放单元，11为第一差分放大器，12为第二仪表放大器，13为第一运放单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

本发明中高压电源电路、直流电源电路、正弦信号源电路、匝间耐压脉冲波形发生电路、耐压测量采样电路、高速模数转换电路、信号调整电路以及多斜积分模数转换电路均为现有产品成熟化的电路。

高压电源电路是安规耐压、匝间耐压用高压电源电路；

直流电源电路为直流电阻用5V直流电源电路；

正弦信号源电路为电感测量用正弦信号源电路；

信号调整电路是信号处理、信号整形、信号鉴相电路；

如图1所示的一种用于绕线组件的多功能测试系统，其包括高压电源电路、直流电源电路、正弦信号源电路、匝间耐压脉冲波形发生电路、耐压测量采样电路、高速模数转换电路、信号调整电路以及多斜积分模数转换电路，其特征在于：还包括与上述电路连接的测试调节电路，所述测试调节电路与被测件连接；

所述高压电源电路与匝间耐压脉冲波形发生电路连接，且两者之间设置有第一开关，匝间耐压脉冲波形发生电路与第五开关连接，第五开关与第一双刀单掷开关的一侧的第一接线端连接，第一双刀单掷开关的另一侧与被测件连接；

所述高压电源电路与第二开关连接，第二开关与第四开关连接，第四开关与第一双刀单掷开关的一侧的第一接线端连接；

所述直流电源电路和正弦信号源电路与第一单刀双掷开关连接，第一单刀双掷开关与第三开关连接，第三开关连接在第二开关和第四开关之间；

被测件的另一侧与第二双刀单掷开关的一侧连接，第二双刀单掷开关的另一侧的第三接线端连接有第二单刀双掷开关，第二单刀双掷开关一端连接有第三单刀双掷开关，第二单刀双掷开关的另一端接地，第三单刀双掷开关的一端连接有第三双刀单掷开关，第三双刀单掷开关连接有第一仪表放大器和量程电阻，第一仪表放大器与信号调整电路连接，信号调整电路与多斜度积分模数转换电路连接，第三单刀双掷开关的另一端连接有平衡电桥，平衡电桥连接有单位缓冲器，单位缓冲器连接有第二差分放大器，第二差分放大器与信号调整电路连接；

第一双刀单掷开关的一侧的第二接线端连接有第六开关，第六开关与耐压测量采样电路连接，耐压测量采样电路与高速模数转换电路；

第一双刀单掷开关的一侧的第二接线端连接有第七开关，第七开关连接有第四单刀双掷开关，第四单刀双掷开关的一端与第一运放单元连接，第一运放单元与第一差分放大器连接，第一差分放大器与信号调整电路连接，第四单刀双掷开关的另一端与第二仪表放大器连接，第二仪表放大器与信号调整电路连接；

第二双刀单掷开关的另一侧的第四接线端连接有第八开关，第八开关连接有第五单刀双掷开关，第五单刀双掷开关的一端与第二仪表放大器连接，第五单刀双掷开关的另一端与第二运放单元连接，第二运放单元与第一差分放大器连接，第四接线端还连接有第九开关，第九开关与耐压测量采样电路连接。

安规耐压测试方法:

第一开关断开，第二开关闭合、第五开关闭合，同时第一双刀单掷开关和第二双刀单掷开关闭合，第二单刀双掷开关与第三单刀双掷开关接通，第三单刀双掷开关与第三双刀单掷开关接通，第三双刀单掷开关闭合，第一仪表放大器采集量程电阻两边的差分电压，传递给信号调整电路，进行信号整形后送给多斜积分模数转换电路，得到安规耐压测试的结果，测试过程中第六开关、第七开关、第八开关和第九开关断开。

匝间耐压测试方法：

第一开关闭合、第二开关断开、第三开关断开、第四开关断开、第五开关闭合，匝间耐压脉冲波形发生电路工作，第一双刀单掷开关和第二双刀单掷开关闭合，第二单刀双掷开关接地，即第二单刀双掷开关后续连接的器件不工作，第六开关闭合、第七开关断开、第八开关断开、第九开关闭合，即匝间耐压脉冲波形发生电路与被测件连接，耐压测量采样电路对被测件两端的脉冲波形进行采集，并送给高速模数转换电路；高速模数转换电路对信号进行转换；

直流电阻功能测试方法：

第一开关断开，第二开关断开，第一单刀双掷开关与直流电源电路连通，第三开关闭合，第四开关闭合，第五开关断开，第一双刀单掷开关和第二双刀单掷开关闭合，第二单刀双掷开关与第三单刀双掷开关连通，第三单刀双掷开关与第三双刀单掷开关连通，第三双刀单掷开关闭合，同时，第六开关断开，第七开关导通，第四单刀双掷开关与第二仪表放大器连通，第八开关闭合，第五单刀双掷开关与第二仪表放大器连通，第九开关断开，第二仪表放大器对被测件两端的电压进行采集，并将信号传递给信号调整电路，然后传递给多斜积分模数转换电路，得直流电阻功能测试结果。

电感量测试方法：

第一开关断开、第二开关断开，第一单刀双掷开关与正弦信号源电路连通，第三开关闭合，第四开关闭合，第五开关断开，第一双刀单掷开关和第二双刀单掷开关闭合，第二单刀双掷开关与第三单刀双掷开关连通，第三单刀双掷开关与平衡电桥，平衡电桥连接有单位缓冲器，单位缓冲器连接有第二差分放大器，第二差分放大器与信号调整电路连接；第六开关断开，第七开关闭合，第四单刀双掷开关与第一运放单元连通，第一运放单元与第一差分放大器连接，第八开关闭合，第九开关断开，第五单刀双掷开关与第二运放单元连通，第二运放单元与第一差分放大器连接；此时，被测件与正弦信号源电路连通，被测件与平衡电桥连接，平衡电桥的一端接地，第一运放单元和第二运放单元缓冲被测件两端的电压并送入第一差分放大器，经过差分放大后的电压经过信号跳帧个电路输送到多斜积分模数转换电路，单位缓冲器缓冲平衡电桥两端的电压，经过第二差分放大电路后输送给信号调整电路，经过调整后的信号输送给多斜积分模数转换电路，计算得电感量测试结果。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

本发明实现的技术可以在一台仪器内实现安规耐压、匝间耐压、直流电阻、电感量四项内容的测试分析；430mm宽、4U高的单机尺寸远远小于四台测试仪器的尺寸；精度可以达到甚至超过四台单机测试精度；在同等测试条件下，测试速度更快；采用新型高压四端测试夹具，测试时不需要更换测试夹具；采用8通道扫描设计，可实现多绕组产品的多路扫描；单机实现价格远远低于四台分立仪器；借助于常用的继电器，运放等器件，实现的电路简单；产品测试信息上传电脑只需要一根通讯线即可，测试系统布线简单。

Claims (1)

1.一种用于绕线组件的多功能测试系统，其包括高压电源电路、直流电源电路、正弦信号源电路、匝间耐压脉冲波形发生电路、耐压测量采样电路、高速模数转换电路、信号调整电路以及多斜积分模数转换电路，其特征在于：还包括与上述电路连接的测试调节电路，所述测试调节电路与被测件连接；

所述高压电源电路与匝间耐压脉冲波形发生电路连接，且两者之间设置有第一开关，匝间耐压脉冲波形发生电路与第五开关连接，第五开关与第一双刀单掷开关的一侧的第一接线端连接，第一双刀单掷开关的另一侧与被测件连接；

所述高压电源电路与第二开关连接，第二开关与第四开关连接，第四开关与第一双刀单掷开关的一侧的第一接线端连接；

所述直流电源电路和正弦信号源电路与第一单刀双掷开关连接，第一单刀双掷开关与第三开关连接，第三开关连接在第二开关和第四开关之间；

被测件的另一侧与第二双刀单掷开关的一侧连接，第二双刀单掷开关的另一侧的第三接线端连接有第二单刀双掷开关，第二单刀双掷开关一端连接有第三单刀双掷开关，第二单刀双掷开关的另一端接地，第三单刀双掷开关的一端连接有第三双刀单掷开关，第三双刀单掷开关连接有第一仪表放大器和量程电阻，第一仪表放大器与信号调整电路连接，信号调整电路与多斜度积分模数转换电路连接，第三单刀双掷开关的另一端连接有平衡电桥，平衡电桥连接有单位缓冲器，单位缓冲器连接有第二差分放大器，第二差分放大器与信号调整电路连接；

第一双刀单掷开关的一侧的第二接线端连接有第六开关，第六开关与耐压测量采样电路连接，耐压测量采样电路与高速模数转换电路；

第一双刀单掷开关的一侧的第二接线端连接有第七开关，第七开关连接有第四单刀双掷开关，第四单刀双掷开关的一端与第一运放单元连接，第一运放单元与第一差分放大器连接，第一差分放大器与信号调整电路连接，第四单刀双掷开关的另一端与第二仪表放大器连接，第二仪表放大器与信号调整电路连接；

第二双刀单掷开关的另一侧的第四接线端连接有第八开关，第八开关连接有第五单刀双掷开关，第五单刀双掷开关的一端与第二仪表放大器连接，第五单刀双掷开关的另一端与第二运放单元连接，第二运放单元与第一差分放大器连接，第四接线端还连接有第九开关，第九开关与耐压测量采样电路连接。