CN113866527A - 一种电阻负载柜及其阻值控制方法 - Google Patents

一种电阻负载柜及其阻值控制方法 Download PDF

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Abstract

一种电阻负载柜的阻值控制方法，所述电阻负载柜设有多条并联的电流支路；所述控制方法包括：设置电流支路两端的电压值；获得目标电流值；将目标电流值作为计算目标；从小于或等于计算目标的配比电流中选择最大值作为选择对象，将选择对象对应的电流支路记入配选集合；判断计算目标与选择对象的差值是否小于或等于设置的浮差值；否，则将计算目标和选择对象的差值作为新的计算目标并返回；是，则输出配选集合中记录的电流支路。本发明中，根据通过比大小的方式，构建配选集合，实现了目标电流值的快速分配，各电流支路的有序性调整，进一步提高了负载柜调整控制的效率和准确度。

Description

一种电阻负载柜及其阻值控制方法
技术领域
本发明涉及电气设备领域，尤其涉及一种电阻负载柜及其阻值控制方法。
背景技术
电器元件测试过程中经常会通过实际的电流来测试电器元件的性能。比如热敏开关、保险丝、按钮等等电器开关元件，需要在规定的电压下通过接入实际的电流来测试电器元件本身的特性及变化曲线，来测试电器元件的安全性、可靠性、准确性。这就需要一个电阻负载柜，通过自动改变电阻值来实现所需要的电流值。
现有的电阻负载柜，多是工作人员手动操作以切换电阻值，操作不方便，且容易出错。
发明内容
为了解决上述现有技术中电阻负载柜操作不方便的缺陷，本发明提出了一种电阻负载柜及其阻值控制方法，实现了电阻负载柜的阻值自动调整，提高了电阻负载柜工作的可靠性。
本发明的目的之一提供了一种电阻负载柜的阻值控制方法，所述电阻负载柜设有多条并联的电流支路；所述控制方法包括以下步骤：
S1、设置电流支路两端的电压值，获得每一条电流支路对应的电流值作为参照值，所述电流值为电流支路两端的电压值除以电流支路的电阻值；获得目标电流值；
S2、根据电阻值由小到大的顺序，将电流支路分别记作第一支路、第二支路……第N支路，N为电流支路的总数量；第i支路对应的电流值记作配比电流Ii，1≤i≤N，IN≥IN-1≥…≥I3≥I2≥I1；
S3、将目标电流值作为计算目标；
S4、从小于或等于计算目标的配比电流中选择最大值作为选择对象，将选择对象对应的电流支路记入配选集合；
S5、将计算目标和选择对象的差值作为新的计算目标并返回步骤S4；
S6、循环步骤S4-S5，直至计算目标为0，或者不存在小于或等于计算目标的配比电流，则结束计算目标与剩余配比电流的对比。
优选的，步骤S4还包括：控制选择对象对应的电流支路导通；或者，步骤S6还包括：控制配选集合中记录的电流支路导通，并控制剩余的电流支路截止。
优选的，步骤S4具体为：根据配比电流从大到小的顺序，依次将各配比电流与计算目标进行比较，直至获得第一个小于或等于计算目标的配比电流作为选择对象；且当计算目标更新后，将小于上一个选择对象的配比电流根据从大到小的顺序依次与计算目标进行对比，直至获得第一个小于或等于计算目标的配比电流作为选择对象。
优选的，步骤S4之前设置有步骤S0：将配比电流形成配比集合；步骤S4包括以下分步骤：
S41、将配比集合最大的配比电流与计算目标比较；当该配比电流大于计算目标，则执行步骤S42；当该配比电流小于或等于计算目标，则执行步骤S43；
S42、将该配比电流对应的电流支路截止，并将该配比电流从配比集合中移除；然后返回步骤S41；
S43、将该配比电流记作选择对象，将选择对象对应的电流支路导通，将该作为选择对象的配比电流从配比集合中移除；然后执行步骤S5。
本发明的目的之二提供了一种电阻负载柜，包括电路模块和控制模块；电路模块中包含多条并联的电流支路；控制模块用于控制各电流支路的导通与截止；控制模块中存储有计算机程序，控制模块用于在执行所述计算机程序时，实现上述的阻值控制方法。
优选的，包括多个固定阻值的电阻，各电流支路由单个固定阻值的电阻形成或者由多个固定阻值的的电阻串并联形成。
优选的，该电阻负载柜包括十一条电流支路；其中，第一条电流支路的阻值为6.25Ω，第二条电流支路的阻值为12.5Ω，第三条电流支路的阻值为15.625Ω，第四条电流支路的阻值为31.25Ω，第五条电流支路的阻值为62.5Ω，第六条电流支路的阻值为125Ω，第七条电流支路的阻值为250Ω，第八条电流支路的阻值为312.5Ω，第九条电流支路的阻值为625Ω，第十条电流支路的阻值为1.25KΩ，第十一条电流支路的阻值为2.5KΩ。
优选的，根据电阻值由小到大的顺序，将电流支路分别记作第一支路、第二支路……第N支路，N为电流支路的总数量；第i支路对应的电阻值记作Ri，1≤i≤N，Rj＝2Rj-1，2≤j≤N。
优选的，电路模块包括：电路模块包括：主干路、电源接入单元、测试接入单元、电压测量单元、电流测量单元和由电流支路并联形成的电阻调整单元。电源接入单元、测试接入单元、电流测量单元和由电流支路并联形成的电阻调整单元均串联在主干路上；电源接入单元用于接入供电例如220V市电，测试接入单元用于接入测试件；电流测量单元用于测量主干路上的电流值，电压测量单元用于测量电源接入单元接入的供电电压。
优选的，各电流支路上串联有电控开关；控制模块包括存储器和处理器，处理器分别连接各电控开关，存储器中存储有计算机程序，处理器用于在执行所述计算机程序时，实现上述的阻值控制方法，以控制各电控开关工作。
本发明的优点在于：
(1)本发明提出的一种电阻负载柜的阻值控制方法，在已知目标电流值的情况下，首先计算各电流支路的配比电流，从而获得和值等于目标电流值的配比电流的组合，以根据电流值判断需要导通的电流支路，保证了对负载柜实时调整的可靠性和响应效率。
(2)本发明中，根据通过比大小的方式，构建配选集合，实现了目标电流值的快速分配，各电流支路的有序性调整，进一步提高了负载柜调整控制的效率和准确度。
(3)本发明提出的一种电阻负载柜，通过固定阻值的电阻的选择，避免了电阻定制的问题，方便了电流支路中各电阻的更换，为后续电路模块的维修更换提供了便利。
(4)各电流支路的电阻值呈公比为2的等比数列，通过不同电流支路的组合，可实现任意目标电流值，使得该负载柜的适用场景更加广泛。
(5)本发明中，通过控制模块和电控开关的设置，实现了负载柜电阻值的自动计算和调整，提高了负载柜调控的效率和精确度。
附图说明
图1为一种电阻负载柜的阻值控制方法流程图；
图2为另一种电阻负载柜的阻值控制方法流程图。
具体实施方式
本实施方式提出的一种电阻负载柜的阻值控制方法，所述电阻负载柜设有多条并联的电流支路。所述控制方法包括以下步骤。
S1、设置电流支路两端的电压值，获得每一条电流支路对应的电流值作为参照值，所述电流值为电流支路两端的电压值除以电流支路的电阻值；获得目标电流值。
S2、根据电阻值由小到大的顺序，将电流支路分别记作第一支路、第二支路……第N支路，N为电流支路的总数量；第i支路对应的电流值记作配比电流Ii，1≤i≤N，IN≥IN-1≥…≥I3≥I2≥I1。
S3、将目标电流值作为计算目标。
S4、从小于或等于计算目标的配比电流中选择最大值作为选择对象，将选择对象对应的电流支路记入配选集合。
S5、将计算目标和选择对象的差值作为新的计算目标并返回步骤S4。
S6、循环步骤S4-S5，直至计算目标为0，或者不存在小于或等于计算目标的配比电流，则结束计算目标与剩余配比电流的对比。
具体实施时，控制所有曾作为选择对象的电流支路导通，并控制剩余的电流支路截止，以实现目标电流值。本实施方式中，可在步骤S4中控制选择对象对应的电流支路导通；也可在步骤S4中将选择对象对应的电流支路记入配选集合，然后在步骤S6中控制配选集合中记录的电流支路导通，并控制剩余的电流支路截止，以实现目标电流值。
如此，步骤S1中，由于各电流支路的电阻值为定值，且电路中电阻以外的电器元件的阻值很小，故而，可直接计算电流支路两端的电压值与电流支路的电阻值之商作为电流支路的电流值。具体计算时，可根据电流支路上串并联的电阻计算电流支路的电阻值。故而，本实施方式中，各电流支路的电阻值为设计值，电压值可直接测量获得。
本方法中，设置了多条电流支路，从而可根据电流支路的通断组合实现不同的负载柜阻值。
本方法中，在已知目标电流值的情况下，首先计算各电流支路的配比电流，从而获得和值等于目标电流值的配比电流的组合，以根据电流值判断需要导通的电流支路，保证了对负载柜实时调整的可靠性和响应效率。
步骤S4具体为：根据配比电流从大到小的顺序，依次将各配比电流与计算目标进行比较，直至获得第一个小于或等于计算目标的配比电流作为选择对象；且当计算目标更新后，将小于上一个选择对象的配比电流根据从大到小的顺序依次与计算目标进行对比，直至获得第一个小于或等于计算目标的配比电流作为选择对象。如此，本方法中，通过比大小的方式获得选择对象，实现了目标电流值的快速分配以及各电流支路的有序性调整，进一步提高了负载柜调整控制的效率和准确度。
更进一步的，本实施方式中可在步骤S4之前设置步骤S0：将配比电流形成配比集合；步骤S4包括以下分步骤：
S41、将配比集合最大的配比电流与计算目标比较；
S42、当该配比电流大于计算目标，则将该配比电流对应的电流支路截止，并将该配比电流从配比集合中移除；然后返回步骤S41；
S43、当该配比电流小于或等于计算目标，则将该配比电流记作选择对象，将选择对象对应的电流支路导通，将该作为选择对象的配比电流从配比集合中移除；然后执行步骤S5。
以下结合一个具体的实施例，对目标电流值的分配进行说明。
假设，目标电流值为26.85A，配比电流包括：20A、10A、8A、4A、2A、1A和0.8A。
第一步：26.85≥20，配比电流20A对应的电流支路导通；
第二步：26.85-20＝6.85＜10，配比电流10A对应的电流支路截止；
第三步：继续比较6.85＜8，配比电流8A对应的电流支路截止；
第四步：继续比较6.85≥4，配比电流4A对应的电流支路导通；
第五步：6.85-4＝2.85≥2，配比电流2A对应的电流支路导通；
第六步：2.85-2＝0.85＜1，配比电流1A对应的电流支路截止；
第七步：继续比较0.85≥0.8，电流档0.8A置1；
第八步：由于不存在小于0.85-0.8＝0.05A的配比电流，故而分配结束。
本实施方式中还提出了一种电阻负载柜，包括电路模块和控制模块。电路模块中包含多条并联的电流支路。控制模块用于控制各电流支路的导通与截止。控制模块中存储有计算机程序，控制模块用于在执行所述计算机程序时，实现上述的阻值控制方法。
具体的，本实施方式中，各电流支路上串联有电控开关，控制模块包括存储器和处理器，处理器分别连接各电控开关，存储器中存储有计算机程序。处理器用于在执行所述计算机程序时，实现上述的阻值控制方法，以控制各电控开关工作，从而调整各电流支路的通断状态，以实现目标电流值。
本实施方式中，包括多个固定阻值的电阻，各电流支路由单个固定阻值的电阻形成或者由多个固定阻值的的电阻串并联形成。如此，通过固定阻值的电阻的选择，避免了电阻定制的问题，方便了电流支路中各电阻的更换，为后续电路模块的维修更换提供了便利。多个固定阻值的电阻根据阻值排序构成等比数列，所述等比数列的公比为2，如此，可通过固定阻值的电阻的串并联组合实现任意电阻值的电流支路。
本实施方式中，固定阻值的电阻包括：12.5Ω电阻、62.5Ω电阻、125Ω电阻、250Ω电阻、500Ω电阻、1KΩ电阻和2KΩ电阻。某一具体实施例中，电阻负载柜包括十一条电流支路；其中，第一条电流支路的阻值为6.25Ω，由两个并联的12.5Ω电阻实现；第二条电流支路的阻值为12.5Ω，由12.5Ω电阻实现；第三条电流支路的阻值为15.625Ω，由四个并联的62.5Ω电阻实现；第四条电流支路的阻值为31.25Ω，由两个并联的62.5Ω电阻实现；第五条电流支路的阻值为62.5Ω，由62.5Ω电阻实现；第六条电流支路的阻值为125Ω，由125Ω电阻实现；第七条电流支路的阻值为250Ω，由250Ω电阻实现；第八条电流支路的阻值为312.5Ω，由250Ω电阻电阻和62.5Ω电阻串联实现；第九条电流支路的阻值为625Ω，由500Ω电阻电阻和125Ω电阻串联实现；第十条电流支路的阻值为1.25KΩ，由1KΩ电阻电阻和250Ω电阻串联实现；第十一条电流支路的阻值为2.5KΩ，由2KΩ电阻电阻和500Ω电阻串联实现。
具体实施时，根据电阻值由小到大的顺序，将电流支路分别记作第一支路、第二支路……第N支路，N为电流支路的总数量；第i支路对应的电阻值记作Ri，RN＞RN-1＞…＞R3＞R2＞R1。可进一步设置，Rj＝2Rj-1，2≤j≤N。如此，在接入电源后，各电流支路的电流值呈公比为2的等比数列，通过不同电流支路的组合，可实现任意目标电流值，使得该负载柜的适用场景更加广泛。
具体的，本实施方式中，电路模块包括：主干路、电源接入单元、测试接入单元、电压测量单元、电流测量单元和由电流支路并联形成的电阻调整单元。电源接入单元、测试接入单元、电流测量单元和由电流支路并联形成的电阻调整单元均串联在主干路上；电源接入单元用于接入供电例如220V市电，测试接入单元用于接入测试件；电流测量单元用于测量主干路上的电流值，电压测量单元用于测量电源接入单元接入的供电电压。
以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电阻负载柜的阻值控制方法，其特征在于，所述电阻负载柜设有多条并联的电流支路；所述控制方法包括以下步骤：
S1、设置电流支路两端的电压值，获得每一条电流支路对应的电流值作为参照值，所述电流值为电流支路两端的电压值除以电流支路的电阻值；获得目标电流值；
S2、根据电阻值由小到大的顺序，将电流支路分别记作第一支路、第二支路……第N支路，N为电流支路的总数量；第i支路对应的电流值记作配比电流Ii，1≤i≤N，IN≥IN-1≥…≥I3≥I2≥I1；
S3、将目标电流值作为计算目标；
S4、从小于或等于计算目标的配比电流中选择最大值作为选择对象，将选择对象对应的电流支路记入配选集合；
S5、将计算目标和选择对象的差值作为新的计算目标并返回步骤S4；
S6、循环步骤S4-S5，直至计算目标为0，或者不存在小于或等于计算目标的配比电流，则结束计算目标与剩余配比电流的对比。
2.如权利要求1所述的电阻负载柜的阻值控制方法，其特征在于，步骤S4还包括：控制选择对象对应的电流支路导通；或者，步骤S6还包括：控制配选集合中记录的电流支路导通，并控制剩余的电流支路截止。
3.如权利要求1所述的电阻负载柜的阻值控制方法，其特征在于，步骤S4具体为：根据配比电流从大到小的顺序，依次将各配比电流与计算目标进行比较，直至获得第一个小于或等于计算目标的配比电流作为选择对象；且当计算目标更新后，将小于上一个选择对象的配比电流根据从大到小的顺序依次与计算目标进行对比，直至获得第一个小于或等于计算目标的配比电流作为选择对象。
4.如权利要求3所述的电阻负载柜的阻值控制方法，其特征在于，步骤S4之前设置有步骤S0：将配比电流形成配比集合；步骤S4包括以下分步骤：
S41、将配比集合最大的配比电流与计算目标比较；当该配比电流大于计算目标，则执行步骤S42；当该配比电流小于或等于计算目标，则执行步骤S43；
S42、将该配比电流对应的电流支路截止，并将该配比电流从配比集合中移除；然后返回步骤S41；
S43、将该配比电流记作选择对象，将选择对象对应的电流支路记入配选集合，将该作为选择对象的配比电流从配比集合中移除；然后执行步骤S5。
5.一种电阻负载柜，其特征在于，包括电路模块和控制模块；电路模块中包含多条并联的电流支路；控制模块用于控制各电流支路的导通与截止；控制模块中存储有计算机程序，控制模块用于在执行所述计算机程序时，实现上述权利要求1或2或3或4所述的阻值控制方法。
6.如权利要求5所述的电阻负载柜，其特征在于，包括多个固定阻值的电阻，各电流支路由单个固定阻值的电阻形成或者由多个固定阻值的的电阻串并联形成。
7.权利要求6所述的电阻负载柜，其特征在于，包括十一条电流支路；其中，第一条电流支路的阻值为6.25Ω，第二条电流支路的阻值为12.5Ω，第三条电流支路的阻值为15.625Ω，第四条电流支路的阻值为31.25Ω，第五条电流支路的阻值为62.5Ω，第六条电流支路的阻值为125Ω，第七条电流支路的阻值为250Ω，第八条电流支路的阻值为312.5Ω，第九条电流支路的阻值为625Ω，第十条电流支路的阻值为1.25KΩ，第十一条电流支路的阻值为2.5KΩ。
8.如权利要求5所述的电阻负载柜，其特征在于，根据电阻值由小到大的顺序，将电流支路分别记作第一支路、第二支路……第N支路，N为电流支路的总数量；第i支路对应的电阻值记作Ri，1≤i≤N，RN＞RN-1＞…＞R3＞R2＞R1，且Rj＝2Rj-1，2≤j≤N。
9.权利要求5所述的电阻负载柜，其特征在于，电路模块包括：主干路、电源接入单元、测试接入单元、电压测量单元、电流测量单元和由电流支路并联形成的电阻调整单元。电源接入单元、测试接入单元、电流测量单元和由电流支路并联形成的电阻调整单元均串联在主干路上；电源接入单元用于接入供电例，测试接入单元用于接入测试件；电流测量单元用于测量主干路上的电流值，电压测量单元用于测量电源接入单元接入的供电电压。
10.如权利要求5所述的电阻负载柜，其特征在于，各电流支路上串联有电控开关；控制模块包括存储器和处理器，处理器分别连接各电控开关，存储器中存储有计算机程序，处理器用于在执行所述计算机程序时，实现上述权利要求1或2或3或4所述的阻值控制方法，以控制各电控开关工作。
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