CN202075403U - 接地导通电阻测试仪的校准装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于测量仪的校准装置，尤其属于接地导通电阻测试仪的校准装置。本实用新型是一种接地导通电阻测试仪校准装置，它包括外壳、输入端、输出端、检测控制电路，其要点在于检测控制电路主要包括一个标准电阻和电压缩放电路，输入端、标准电阻、电压缩放电路、输出端顺序电连接。本实用新型的突出优点有：避免了“转换开关”长时间大电流带电动作损坏引入的系统误差，在对一台接地导通电阻测试仪进行校准中，只需进行一次连线，更加方便校准人员操作，能够有效的减少校准人员的误操作，减少校准过程中的误差；整个装置采用单个标准电阻，从而由电阻本身带来的误差就会被大大的降低，有利于提高装置的整体稳定性，操作简单，干扰少，误差小，精度高。

Description

接地导通电阻测试仪的校准装置
技术领域
 本实用新型属于测量仪的校准装置，尤其属于接地导通电阻测试仪的校准装置。
背景技术
接地导通电阻测试仪是用于测量交流电网供电的电器设备 ( 如家用电器、电动电热器具、医用电气设备及测量、控制和试验室用电气设备等)的可触及金属壳体与该设备引出的安全接地端 (线)之间导通电阻的仪器，其原理是欧姆定律R=V/I，通过输出恒定交流或直流电流，施加于被测试体的可触及金属壳体与其安全接地端（线）之间，并测量电流流过被测体所产生的压降，然后通过电压和电流之比得出被测试体的接地导通电阻值。
作为检测工具其自身的精度要求较高，通常是用一组标准电阻来检验它的精度，即让接地导通电阻测试仪对校准装置提供的一组标准电阻进行检测，以检测结果与标准电阻值进行比较。目前的接地导通电阻测试仪的校准装置主要有两种：一种是旋转开关式，其原理示意图如图1所示，一个具有百位mΩ级的校准装置，有三个旋转开关，旋转开关A21对应着1--9mΩ量程，旋转开关B22对应着10--90mΩ量程，旋转开关C23对应着100--900mΩ量程，通过转动旋转开关调整电阻值大小，接好线后，通过旋转旋转开关改变引入电路中的电阻阻值。而旋转开关在导通状态下，是存在导通电阻的，而校准装置中一般有多个旋转开关，通过对各个量程的电阻组合出需要的阻值，因此各种阻值中，开关的状态一般是不一样的，不可避免的就会引入由“旋转开关”带来不同的阻值误差，同时由于接地导通电阻测试仪在被校准时，输出的电流一般比较大，最大可达30A，旋转开关在长期的带电操作中容易损坏。
另一种是接线柱式，其原理示意图如图2所示，通过连接不同接线柱9，实现电阻值改变，在校准过程中，每次调整阻值，需要先断电，再连接接线，操作麻烦，同时由于校准装置提供的电阻一般都是mΩ级的，接线时连接点的松紧产生的接线电阻将直接计入校准误差中，从而降低了校准装置的准确度。
发明内容
本实用新型目的在于克服目前接地导通电阻测试仪校准装置存在的缺点，提供一种操作简单检测精度较高的接地导通电阻测试仪校准装置。
本实用新型是一种接地导通电阻测试仪校准装置，它包括外壳、输入端、输出端、检测控制电路，其要点在于检测控制电路主要包括一个标准电阻和电压缩放电路，输入端、标准电阻、电压缩放电路、输出端顺序电连接。
传统的接地导通电阻测试仪校准装置都是像计量法码一样，用更精准的实物计量标本来进行校准，本实用新型打破传统观念的束缚，另辟蹊径仅需要一个标准电阻通过电压缩放电路就可以模拟出各种阻值的电阻，由于只使用一个标准电阻，由电阻本身带来的误差就会被大大的降低，有利于提高装置的整体稳定性，且本装置可模拟出在允许阻值范围内连续的电阻值，而传统的装置只能以最小值步进。
具体设计为：标准电阻与电压缩放电路并联。
电压缩放电路由电压信号采集模块电路、核心控制模块电路、键盘输入模块电路电路、液晶输出模块电路、电压信号产生模块电路构成，电压信号采集模块电路与标准电阻并联，电压信号采集模块电路、核心控制模块电路、电压信号产生模块电路顺序电连接，核心控制模块电路与键盘输入模块电路、液晶输出模块电路连接，操作者用键盘输入校准时所需要的电阻值大小，液晶输出模块电路显示操作者的输入。
核心控制模块电路通过操作者输入的电阻值与校准装置中唯一的那个标准电阻阻值之间的比例关系，换算成电压缩放电路中电压缩放运算的比例，通过电压缩放电路，把标准电阻两端的电压进行缩放并实时输出至接地导通电阻测试仪，由接地导通电阻测试仪给出测量值，以此对接地导通电阻测试仪进行校准。
本实用新型用一个标准电阻通过电压缩放电路模拟出各种阻值的电阻，其突出优点有：避免了“转换开关”长时间大电流带电动作损坏引入的系统误差，解决了由“转换开关”开关本身引入的电阻误差；在对一台接地导通电阻测试仪进行校准中，只需进行一次连线，更加方便校准人员操作，能够有效的减少校准人员的误操作，减少校准过程中的误差；整个装置采用单个标准电阻，从而由电阻本身带来的误差就会被大大的降低，有利于提高装置的整体稳定性。如：考虑整个校准装置的整体指标时，单个电阻本身的阻值精度、温漂等特性要比多个电阻好控制的多；本装置可模拟出在允许阻值范围内连续的电阻值，而传统的装置只能以最小值步进；校准过程中，如果所需要的阻值有一定规律时，各种电阻值可以利用程序控制自动转换，无需手动切换。如：在人际交互的界面上，可让校准人员选择，电阻值步进大小，延迟时间大小等参数，从而达到连续检定的目的；体积小，可做成便携式的，甚至在电源允许的条件下，做成手持式；方便操作，校准人员在完成接线后，只需按键就可完成校准，与传统的校准装置比误操作的概率要小得多，操作简单，干扰少，误差小，精度高。
附图说明
图1为旋转开关式接地导通电阻测试仪的校准装置的原理示意图
图2为接线柱式接地导通电阻测试仪的校准装置的原理示意图
图3为本实用新型的结构原理示意图
图4为本实用新型的使用状态图
图5为本实用新型的电路原理图
图6为本实用新型的核心控制模块电路的电路原理图
图7为本实用新型的键盘输入模块电路电路的电路原理图
图8为本实用新型的液晶输出模块电路的电路原理图
图9为本实用新型的电压信号采集模块电路的电路原理图
图10为本实用新型的电压信号产生模块电路的电路原理图
其中：1标准电阻  2电压信号采集模块电路  3核心控制模块电路 
4键盘输入模块电路电路  5液晶显示模块电路  6电压信号产生模块电路  
7电压缩放电路  8外壳  9输出端  10输入端  11接地导通电阻测试仪  
21旋转开关A   22旋转开关B    23旋转开关C。
具体实施方式
下面结合视图对本实用新型进行详细的描述,该实施例可以使本专业的技术人员更理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。
 实施例1，如图3所示，一种接地导通电阻测试仪校准装置，它包括外壳8、输入端10、输出端9、检测控制电路，检测控制电路主要包括一个标准电阻1、电压缩放电路7，输入端10、标准电阻1、电压缩放电路7、输出端9顺序电连接。标准电阻1与电压缩放电路7并联。
如图4所示，是本实用新型的使用状态图，将输入端10与待校准的接地导通电阻测试仪11的输出端相接，将输出端9与待校准的接地导通电阻测试仪11的输入端相接。
如图5所示，电压缩放电路7由电压信号采集模块电路2、核心控制模块电路3、键盘输入模块电路5、液晶输出模块电路4、电压信号产生模块电路5构成，电压信号采集模块电路2与标准电阻1并联，电压信号采集模块电路2、核心控制模块电路3、电压信号产生模块电路5顺序电连接，核心控制模块电路3同时与键盘输入模块电路5和液晶输出模块电路4相连接，操作者用键盘输入向核心控制模块电路3输入要校准的电阻值，液晶输出模块电路4显示操作者的输入。
如图6所示，是本实用新型的核心控制模块电路的电路原理图，这部分电路是整个系统的核心，统筹管理各个模块电路的工作。核心控制模块电路采用单片机C8051F340，通过SPI通信方式与AD芯片进行数据通信。类似的可用的单片机型号有很多，像C8051F340、C8051F350、C8051F120、AD89S51、AD89S52等。
如图7所示，是本实用新型的键盘输入模块电路的电路原理图，一个4×4键盘电路，与单片机的I/O口，P2口进行连接，主要用于让使用人员输入相关的信息。
如图8所示，是本实用新型的液晶输出模块电路的电路原理图，液晶电路采用DS12864中文字库液晶模块，用于显示装置的当前状态，用于显示操作员的输入电阻值，防止输入错误。
如图9所示，是本实用新型的电压信号采集模块电路的电路原理图，这部分电路主要用高速24bitAD芯片ADS1258或ADS1256、ADS1255等对模拟信号进行采集转换，并将得到的数据通过SPI通信方式发送给单片机。
如图10所示，是本实用新型的电压信号产生模块电路的电路原理图，电压信号产生模块采用16位DA芯片MAX542，还可用MAX5631、PCM54HP等。
它工作原理为：操作员从键盘输入所要校准的电阻值，核心控制模块电路将其与标准电阻的阻值相比，得出电压缩放比例，从欧姆定律出发，由被检仪器输出恒定电流I至标准电阻1，标准电阻R两端的电压为V1=I*R；核心控制模块电路3控制电压信号采集模块电路2，从标准电阻1两端采集电压V1；将采样回来的电压按比例进行变换，核心控制模块电路3控制电压信号产生模块电路6，将变换后的电压V2实时输出。接地导通电阻测试仪测得的电阻为R虚拟=V2/I，通过改变变换的比例系数，改变V2，从而模拟出各种阻值的电阻。

Claims (6)

1.一种接地导通电阻测试仪校准装置，它包括外壳（8）、输入端（10）、输出端（9）、检测控制电路，其特征在于：检测控制电路主要包括一个标准电阻（1）、电压缩放电路（7），输入端（10）、标准电阻（1）、电压缩放电路（7）、输出端（9）顺序电连接。
2.权利要求1所述的一种接地导通电阻测试仪校准装置，其特征在于：标准电阻（1）与电压缩放电路（7）并联。
3.权利要求1所述的一种接地导通电阻测试仪校准装置，其特征在于：电压缩放电路（7）由电压信号采集模块电路（2）、核心控制模块电路（3）、键盘输入模块电路电路（5）、液晶输出模块电路（4）、电压信号产生模块电路（5）构成，电压信号采集模块电路（2）与标准电阻（1）并联，电压信号采集模块电路（2）、核心控制模块电路（3）、电压信号产生模块电路（5）顺序电连接，核心控制模块电路（3）同时与键盘输入模块电路（5）和液晶输出模块电路（4）相连接。
4.权利要求3所述的一种接地导通电阻测试仪校准装置，其特征在于：核心控制模块电路（3）可采用单片机C8051F340或C8051F340或C8051F350或C8051F120或AD89S51又或AD89S52。
5.权利要求3所述的一种接地导通电阻测试仪校准装置，其特征在于：电压信号采集模块电路（2）采用高速24bitAD芯片ADS1258或 ＡＤＳ１２５６。
6.权利要求3所述的一种接地导通电阻测试仪校准装置，其特征在于：电压信号产生模块电路（5）电压信号产生模块采用16位DA芯片MAX542或MAX5631、PCM54HP。
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