CN109212452A - 便携式耐电压测试仪校准装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了便携式耐电压测试仪校准装置,包括:外壳,所述外壳的前侧设置高压输入接口、电压/漏电流切换开关、漏电流选择旋钮、输出接口和接地接口;所述外壳内部设置分压模块、电压转换模块、漏电流模块、校准控制模块和放电模块;所述高压输入接口用于与待测试的耐电压测试仪的电压输出端连接,所述高压输入接口与分压模块连接,所述分压模块的输出端连接所述电压/漏电流切换,所述开关所述电压/漏电流切换开关的漏电流接口与漏电流模块连接,所述电压转换模块与分压模块连接;所述放电模块与电压/漏电流转换开关连接;所述校准控制模块包括A/D转换器和控制处理器。本发明无需额外供电电源,抗干扰能力强。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘性能类仪器的校准装置技术领域,具体涉及便携式耐电压测试仪校准装置。
背景技术
耐电压测试仪是用于对各种电气设备、绝缘材料和绝缘结构等的抗电性能进行检测和试验的仪器。
现有的耐电压测试仪一种是用高压分压器和高压负载组成,体积大,接线复杂;另一种是用高压分压器、高压负载、失真仪、数字计时仪和数字多用表组成,稳定性差,抗干扰能力弱。
现有技术中,操作人员通常使用耐电压测试仪直接检测产品,以此检测结果认定被检测产品属于合格产品或属于不合格产品。上述现有技术不事先校准耐电压测试仪器本身的检测精度是否合格,经常出现对被检测产品的误判,将不合格产品的误判为合格产品。一旦出现对产品的误判,对电器部件而言存在安全隐患,今后会造成重大的人身和财产的损失。
因此,在使用耐电压测试仪对产品进行检测时,需要首先对其进行校准,避免因检测结果不准确带来不必要的损失。例如授权公告号CN205679752的实用新型专利公开了一种耐电压测试仪校准装置,用以校准被测物的耐电压情况,包含有,底座平台,其具有平台底面及平台顶面,所述平台底面上具有滑动滚轮;高压电容器,所述高压电容器具有电容高压端及电容器接地端,所述高压电容器具有电容器顶面及电容器侧面,所述电容高压端处于所述电容器顶面上,所述电容器接地端处于所述电容器侧面上;高压变压器,所述高压变压器具有变压器输出端、变压器接地端、高压尾端及变压器输入端;以及,放电棒,其具有放电棒接地端及放电棒放电头。
但上述耐电压测试仪校准装置存在以下缺陷:
其一,其体积较大,且结构复杂,不便于存取和使用,容易产生故障。
其二,在使用过程中,需要外接电源,对使用条件做了进一步限定。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供便携式耐电压测试仪校准装置。
为解决上述问题,本发明提供如下的技术方案:
便携式耐电压测试仪校准装置,其特征在于,包括:外壳,所述外壳的前侧设置高压输入接口、电压/漏电流切换开关、漏电流选择旋钮、输出接口和接地接口;
所述外壳内部设置分压模块、电压转换模块、漏电流模块、校准控制模块和放电模块;
所述高压输入接口用于与待测试的耐电压测试仪的电压输出端连接,所述高压输入接口与分压模块连接,所述分压模块的输出端连接所述电压/漏电流切换,所述开关所述电压/漏电流切换开关的漏电流接口与漏电流模块连接,
所述电压转换模块与分压模块连接,所述电压转换模块的输出端为校准控制模块和显示屏供电;所述放电模块与电压/漏电流转换开关连接;
所述电压转换模块对所述耐电压测试仪的输出电压进行如下运算,并输出作为校准装置的工作电源U:
式中,ut表示耐电压测试仪的实时输出电压,It表示实时电流,均由所述高压输出端接口处的电压电流传感器提供;a表示初始系数,其值在0.93-0.96之间;w表示额定功率,预先设定;vref表示基准电压。
所述校准控制模块包括A/D转换器和控制处理器,所述分压模块上设置电流采样模块,所述电流采样模块的输出端通过A/D转换器与控制处理器连接,所述控制处理器的输出端连接显示屏。
进一步的,还包括保护模块,所述保护模块设置在分压模块与校准控制模块之间。
进一步的,保护模块对电源电压进行实时监控,对间隔0.1s的时点进行电压数据采集,三个时点的采集数据为一组,分别为第一电压,第二电压和第三电压,并在保护模块进行运算处理,本发明将连续三个时点采集的电压数据进行比对,所述保护模块通过对三个时点的电压信息的检测来实现调整,所述保护模块按照下述均值运算公式判定第一电压值、第二电压值的第一比较值P21:
式中,P21表示第一电压、第二电压的电压值的第一比较值,u1表示第一电压采样值,u2表示第二电压采样值;u3表示第三电压采样值;T表示均方差运算,I表示积分运算。
其中I表示基于二次函数的任意积分运算,上述公式为获取积分的比值信息,下述两公式相同,如基于函数y=ax2,在x取值为(a,b)内,a<b为任意数值。
上述均值运算的基本算法为:通过连续获取各等间隔时点的电压信息,并对若干连续电压数据进行积分运算和均方差运算,然后取比值,得出相比较的平均值。
所述的保护模块按照下述公式判定第一电压、第三电压的第二比较值P31:
式中,P31表示第一电压、第三电压的电压值的第二比较值,u1表示第一电压采样值,u2表示第二电压采样值;u3表示第三电压采样值;T表示均方差运算,I表示积分运算。
所述的处理模块按照下述公式判定第二电压、第三电压的电压值的第三比较值P23:
式中,P23表示第二电压、第三电压的电压值的第三比较值,u1表示第一电压采样值,u2表示第二电压采样值;u3表示第三电压采样值;T表示均方差运算,I表示积分运算。
经过上述方式获取的P21、P31、P23,获取三个比较值的差值比较,判定是否超过存储在保护模块的阈值P,若有一个差值超过阈值P,则对电源电压进行调整至稳定状态,并进行下一组电压数据的计算。
进一步的,所述放电模块采用放电棒,所述放电棒设置在暗箱内,所述暗箱固定在外壳内部。
进一步的,所述电源转换模块包括变压器、整流滤波器和稳压器,所述变压器与与高压输入接口连接,所述变压器的输出端连接整流滤波器,所述整流滤波器的输出端连接稳压器,所述稳压器的输出端为控制处理器和显示屏供电。
进一步的,所述外壳的上侧设置提手。
进一步的,所述外壳采用绝缘板制作,所述接地接口与外壳为隔离设置。
进一步的,所述控制处理器采用TI公司TMS320C6000系列DSP控制处理器TMS320C6713。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、外壳对校准装置进行保护支撑,在外壳的前侧设置高压输入接口,用于与待测试的耐电压测试仪的高压输出端连接,以采集耐电压测试仪的输出电压,电压/漏电流切换开关用于对电压测试和漏电流测试进行转换,通过漏电流选择旋钮对漏电流的量程进行选择,使其与待测试耐电压测试仪的漏电流量程相同,输出接口与待测试耐电压测试仪连接,通过待测试耐电压测试仪上的显示屏对测试结果进行显示,通过接地接口对外壳进行接地,对操作人员进行安全保护。
2、本发明通过设置保护模块,稳定性好、准确度高;无需额外供电电源,抗干扰能力强;国内同类校准装置中体积最小、重量最轻,用户能轻易在实验室或生产线上进行校准,实现精准的品质控制。
附图说明
图1为本发明提供的便携式耐电压测试仪校准装置结构图;
图2为本发明提供的便携式耐电压测试仪校准装置使用状态图。
具体实施方式
下面参照附图来描述发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释发明的技术原理,并非在限制发明的保护范围。
需要说明的是,在发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对发明的限制。
此外,还需要说明的是,在发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
请参阅图1至图2,其中图1为本发明提供的便携式耐电压测试仪校准装置结构图;图2为本发明提供的便携式耐电压测试仪校准装置使用状态图。
请参阅图1所示,便携式耐电压测试仪校准装置,其特征在于,包括:外壳1,所述外壳1的前侧设置高压输入接口2、电压/漏电流切换开关3、漏电流选择旋钮4、输出接口5和接地接口6;外壳1对校准装置进行保护支撑,在外壳的前侧设置高压输入接口2,用于与待测试的耐电压测试仪的高压输出端连接,并设置电压电流传感器,以采集耐电压测试仪的输出电压及电流,电压/漏电流切换开关3用于对电压测试和漏电流测试进行转换,通过漏电流选择旋钮4对漏电流的量程进行选择,使其与待测试耐电压测试仪的漏电流量程相同,输出接口5与待测试耐电压测试仪连接,通过待测试耐电压测试仪上的显示屏对测试结果进行显示,通过接地接口6对外壳进行接地,对操作人员进行安全保护。
所述外壳内部设置分压模块、电压转换模块、漏电流模块、校准控制模块和放电模块;所述分压模块,对从待测试耐电压测试仪输出的电压值进行分压,通过设置在分压模块上的电压采集模块对输出电压进行采样,并传输给控制处理器,对待测试耐电压测试仪的电压进行校准,漏电流模块通过漏电流选择旋钮设置与待测试耐电压测试仪的量程相同,然后与分压模块连接,通过调节待测试耐电压测试仪的输出电压,进行漏电流检测。
所述电压转换模块用于将待测试耐电压测试仪的输出电压转化为可供校准装置的工作电源,为保证电源输出的稳定性,并适应当前的检测范围,所述电压转换模块对所述耐电压测试仪的输出电压进行如下运算,并输出作为校准装置的工作电源U:
式中,ut表示耐电压测试仪的实时输出电压,It表示实时电流,均由所述高压输出端接口处的电压电流传感器提供;a表示初始系数,其值在0.93-0.96之间;w表示额定功率,预先设定;vref表示基准电压。
为了增强电源电压的稳定性,以保证校准的准确性,本实施例还通过保护模块对电源电压进行实时监控,对间隔0.1s的时点进行电压数据采集,三个时点的采集数据为一组,分别为第一电压,第二电压和第三电压,并在保护模块进行运算处理,本实施例将连续三个时点采集的电压数据进行比对,所述保护模块通过对三个时点的电压信息的检测来实现调整,所述保护模块按照下述均值运算公式判定第一电压值、第二电压值的第一比较值P21:
式中,P21表示第一电压、第二电压的电压值的第一比较值,u1表示第一电压采样值,u2表示第二电压采样值;u3表示第三电压采样值;T表示均方差运算,I表示积分运算。
其中I表示基于二次函数的任意积分运算,上述公式为获取积分的比值信息,下述两公式相同,如基于函数y=ax2,在x取值为(a,b)内,a<b为任意数值。
上述均值运算的基本算法为:通过连续获取各等间隔时点的电压信息,并对若干连续电压数据进行积分运算和均方差运算,然后取比值,得出相比较的平均值。
所述的保护模块按照下述公式判定第一电压、第三电压的第二比较值P31:
式中,P31表示第一电压、第三电压的电压值的第二比较值,u1表示第一电压采样值,u2表示第二电压采样值;u3表示第三电压采样值;T表示均方差运算,I表示积分运算。
所述的处理模块按照下述公式判定第二电压、第三电压的电压值的第三比较值P23:
式中,P23表示第二电压、第三电压的电压值的第三比较值,u1表示第一电压采样值,u2表示第二电压采样值;u3表示第三电压采样值;T表示均方差运算,I表示积分运算。
经过上述方式获取的P21、P31、P23,获取三个比较值的差值比较,判定是否超过存储在保护模块的阈值P,若有一个差值超过阈值P,则对电源电压进行调整至稳定状态,并进行下一组电压数据的计算,以提高校准装置的准确度。
经过上述计算,将耐电压测试仪的输出电压转化为适用于当前检测范围的工作电源,不需要另外设置电源,摆脱了传统校准装置电源线的束缚,并且减少校准装置的体积和电路结构,使用方便,节能环保,同时对电源电压进行监控和调整,增加了校准的准确度。
所述高压输入接口用于与待测试的耐电压测试仪的电压输出端连接,所述高压输入接口与分压模块连接,所述分压模块的输出端连接所述电压/漏电流切换,所述开关所述电压/漏电流切换开关的漏电流接口与漏电流模块连接;
所述电压转换模块与分压模块连接,所述电压转换模块的输出端为校准控制模块和显示屏供电;所述放电模块与电压/漏电流转换开关连接;
所述校准控制模块包括A/D转换器和控制处理器,所述分压模块上设置电流采样模块,所述电流采样模块的输出端通过A/D转换器与控制处理器连接,所述控制处理器的输出端连接显示屏。
放电模块与电源/漏电流切换开关连接;在校准装置的内部还设置放电模块,用于对高压进行放电,放电模块与电压/漏电流切换开关连接,当电压/漏电流切换开关从电压端接口转换为漏电流接口时,放电模块与电压端接口连接进行放电。
进一步的,还包括保护模块,所述保护模块设置在分压模块与校准控制模块之间。本发明实施例中,通过设置保护模块对校准装置进行保护,防止过流、或过压对校准装置造成损坏。
本发明实施例中,放电模块采用放电棒,所述放电棒设置在暗箱内,所述暗箱固定在外壳内部。放电棒设置在外壳内部的暗箱内,即在内部进行放电,对校准装置进行放电保护。
电源转换模块包括变压器、整流滤波器和稳压器,所述变压器与与高压输入接口连接,所述变压器的输出端连接整流滤波器,所述整流滤波器的输出端连接稳压器,所述稳压器的输出端为控制处理器和显示屏供电。
外壳的上侧设置提手7。方便携带运输。外壳采用绝缘板制作,所述接地接口与外壳为隔离设置。对操作人员进行保护。
在本发明实施例中,控制处理器采用TI公司TMS320C6000系列DSP控制处理器TMS320C6713。
在具体实施过程中,按图2连接线路,使用方法为:
1、对电压进行校准时,“电压/漏电流切换”开关切换在电压位置,由耐电压测试仪校准装置直接读取耐电压测试仪输出电压实际值。
2、对漏电流进行校准时,“电压/漏电流切换”开关切换在漏电流位置,调节耐电压测试仪校准装置“漏电流选择”开关与耐电压测试仪漏电流预置一致,平稳调节耐电压测试仪电压输出(由0V往上升)使电流逐渐增大至漏电流切断,耐电压测试仪漏电流为显示值,耐电压测试仪校准装置为漏电流实际值。
本发明的核心在于稳定性好、准确度高;利用耐电压测试仪的输出电压转化为工作电源,无需额外供电电源,抗干扰能力强、节能,不受电源位置的控制,可以在任何位置使用;国内同类校准装置中体积最小、重量最轻、最便携,用户能轻易在实验室或生产线上进行校准,实现精准的品质控制(QS)。
上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明,但是本发明不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解,本发明不限于特定的实施方式,本发明的范围由所附权利要求限定。
Claims (9)
1.便携式耐电压测试仪校准装置,其特征在于,包括:外壳,所述外壳的前侧设置高压输入接口、电压/漏电流切换开关、漏电流选择旋钮、输出接口和接地接口;
所述外壳内部设置分压模块、电压转换模块、漏电流模块、校准控制模块和放电模块;
所述高压输入接口用于与待测试的耐电压测试仪的电压输出端连接,所述高压输入接口与分压模块连接,所述分压模块的输出端连接所述电压/漏电流切换,所述开关所述电压/漏电流切换开关的漏电流接口与漏电流模块连接,
所述电压转换模块与分压模块连接,所述电压转换模块的输出端为校准控制模块和显示屏供电;所述放电模块与电压/漏电流转换开关连接;
所述校准控制模块包括A/D转换器和控制处理器,所述分压模块上设置电流采样模块,所述电流采样模块的输出端通过A/D转换器与控制处理器连接,所述控制处理器的输出端连接显示屏。
2.根据权利要求1所述的便携式耐电压测试仪校准装置,其特征在于,还包括保护模块,所述保护模块设置在分压模块与校准控制模块之间。
3.根据权利要求1所述的便携式耐电压测试仪校准装置,其特征在于,所述电压转换模块对所述耐电压测试仪的输出电压进行如下运算,并输出作为校准装置的工作电源:
式中,ut表示耐电压测试仪的实时输出电压,It表示实时电流,均由所述高压输出端接口处的电压电流传感器提供;a表示初始系数,其值在0.93-0.96之间;w表示额定功率,预先设定;vref表示基准电压。
4.根据权利要求1所述的便携式耐电压测试仪校准装置,其特征在于,所述保护模块对电源电压进行实时监控,对间隔0.1s的时点进行电压数据采集,三个时点的采集数据为一组,分别为第一电压,第二电压和第三电压,并在保护模块进行运算处理,本发明将连续三个时点采集的电压数据进行比对,所述保护模块通过对三个时点的电压信息的检测来实现调整,所述保护模块按照下述均值运算公式判定第一电压值、第二电压值的第一比较值P21:
式中,P21表示第一电压、第二电压的电压值的第一比较值,u1表示第一电压采样值,u2表示第二电压采样值;u3表示第三电压采样值;T表示均方差运算,I表示积分运算;
其中I表示基于二次函数的任意积分运算,上述公式为获取积分的比值信息,下述两公式相同,如基于函数y=ax2,在x取值为(a,b)内,a<b为任意数值;
上述均值运算的基本算法为:通过连续获取各等间隔时点的电压信息,并对若干连续电压数据进行积分运算和均方差运算,然后取比值,得出相比较的平均值;
所述的保护模块按照下述公式判定第一电压、第三电压的第二比较值P31:
式中,P31表示第一电压、第三电压的电压值的第二比较值,u1表示第一电压采样值,u2表示第二电压采样值;u3表示第三电压采样值;T表示均方差运算,I表示积分运算;
所述的处理模块按照下述公式判定第二电压、第三电压的电压值的第三比较值P23:
式中,P23表示第二电压、第三电压的电压值的第三比较值,u1表示第一电压采样值,u2表示第二电压采样值;u3表示第三电压采样值;T表示均方差运算,I表示积分运算;
经过上述方式获取的P21、P31、P23,获取三个比较值的差值比较,判定是否超过存储在保护模块的阈值P,若有一个差值超过阈值P,则对电源电压进行调整至稳定状态,并进行下一组电压数据的计算。
5.根据权利要求1所述的便携式耐电压测试仪校准装置,其特征在于,所述放电模块采用放电棒,所述放电棒设置在暗箱内,所述暗箱固定在外壳内部。
6.根据权利要求1所述的便携式耐电压测试仪校准装置,其特征在于,所述电源转换模块包括变压器、整流滤波器和稳压器,所述变压器与与高压输入接口连接,所述变压器的输出端连接整流滤波器,所述整流滤波器的输出端连接稳压器,所述稳压器的输出端为控制处理器和显示屏供电。
7.根据权利要求1所述的便携式耐电压测试仪校准装置,其特征在于,所述外壳的上侧设置提手。
8.根据权利要求1所述的便携式耐电压测试仪校准装置,其特征在于,所述外壳采用绝缘板制作,所述接地接口与外壳为隔离设置。
9.根据权利要求1所述的便携式耐电压测试仪校准装置,其特征在于,所述控制处理器采用TI公司TMS320C6000系列DSP控制处理器TMS320C6713。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190115 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |