CN206773082U - 被动元件参数检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种被动元件参数检测装置，包括电压检测装置、电流检测装置和控制装置，电压检测装置连接待测被动元件，电流检测装置设置于连接待测被动元件的引流线，控制装置连接电压检测装置和电流检测装置。分别利用电压检测装置和电流检测装置检测待测被动元件两端的电压以及流经待测被动元件的电流，根据检测到的电压和电流便可计算得到待测被动元件的参数，无需对待测被动元件进行现场拆线，在保持待测被动元件连接状态不变的情况下同样可实现参数测量，提高了测试操作的便利性和可靠性。

Description

被动元件参数检测装置

技术领域

本实用新型涉及电子器件检测技术领域，特别是涉及一种被动元件参数检测装置。

背景技术

随着科技的发展和社会的进步，电子器件在各行各业使用越来越广泛。电子器件包括有源器件和无源器件，而无源器件中的电阻、电容和电感又被称为被动元器件。以电容为例，在现代电力系统中广泛采用电容器作为补偿负序、滤波、抽压等装置。为了增加耐压和容量，电容器往往采取串并联的方法，一旦电容串(并)联连接，对外就呈现出总的容量值，普通的电容测量仪器就无法在线测量出其中某个电容的数值。

传统的现场测试串并联电容器的方法是把待测电容从串(并)联系统中拆除下来，需要拆除设备引线，造成工作量大，工作效率低，并且拆除引线容易对电容造成损伤，极易出现小瓷套断裂和接触不良的现象，影响到电容器的安全运行。传统的现场测试并联电容器方法存在测试便利性和可靠性低的问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种可提高测试操作的便利性和可靠性的被动元件参数检测装置。

一种被动元件参数检测装置，包括电压检测装置、电流检测装置和控制装置，所述电压检测装置连接待测被动元件，所述电流检测装置设置于连接待测被动元件的引流线，所述控制装置连接所述电压检测装置和所述电流检测装置。

所述电压检测装置检测所述待测被动元件两端的电压，输出电压数据至所述控制装置，所述电流检测装置检测流经所述引流线的电流，输出电流数据至所述控制装置，所述控制装置根据所述电压数据和所述电流数据得到所述被动元件的参数。

上述被动元件参数检测装置，电压检测装置检测待测被动元件两端的电压，输出电压数据至控制装置，电流检测装置检测流经引流线的电流，输出电流数据至控制装置。控制装置根据电压数据和电流数据得到所述被动元件的参数。分别利用电压检测装置和电流检测装置检测待测被动元件两端的电压以及流经待测被动元件的电流，根据检测到的电压和电流便可计算得到待测被动元件的参数，无需对待测被动元件进行现场拆线，在保持待测被动元件连接状态不变的情况下同样可实现参数测量，提高了测试操作的便利性和可靠性。

附图说明

图1为一实施例中被动元件参数检测装置的结构图；

图2为一实施例中电容组中电容量计算原理示意图；

图3为一实施例中测量电容组中流经电容的电流原理示意图；

图4为另一实施例中被动元件参数检测装置的结构图。

具体实施方式

在一个实施例中，一种被动元件参数检测装置，适用于对串并联被动元件组的参数测量，被动元件可以是电阻、电容或电感。如图1所示，该装置包括电压检测装置110、电流检测装置120和控制装置130，电压检测装置110连接待测被动元件200，电流检测装置120设置于连接待测被动元件200的引流线，控制装置130连接电压检测装置110和电流检测装置120。

电压检测装置110检测待测被动元件200两端的电压，输出电压数据至控制装置130，电流检测装置120检测流经引流线的电流，输出电流数据至控制装置130，控制装置130根据电压数据和电流数据得到被动元件的参数。

具体地，电压检测装置110可以是连接待测被动元件200的两端，进行电压测量得到电压数据并输出至控制装置130；电压检测装置110也可以是只连接待测被动元件200的一端，将待测被动元件200的另一端接地，同样可测量得到待测被动元件200的两端的电压。引流线即是指连接待测被动元件200，传输流经待测被动元件200的电流的导线，电流检测装置120检测引流线中电流的方式并不唯一，可以是通过电流互感器采集，也可以是通过电流表测量。根据待测被动元件200的类型不同，控制装置130根据电压数据和电流数据计算得到的参数以及具体的计算方式也对应有所不同，例如，若待测被动元件200为电阻，则控制装置130计算得到电阻值，若待测被动元件200为电容，则控制装置130计算得到电容值，若待测被动元件200为电感，则控制装置130计算得到电感值。需要说明的是，无论待测被动元件200是电阻、电容还是电感，控制装置130可采用现有的芯片实现对应参数的计算，无需付出创造性劳动。控制装置130计算得到的参数可以是存储以便后续数据调取，也可以是直接输出显示以便测试人员查看。

以待测被动元件200为电容为例，可采用已导入现有电容计算程序的CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)芯片接收电压数据和电流数据，并根据接收的数据计算得到电容值。如图2所示，电容组由基本的电容C1、电容C2、电容C3等并联单元组成。对电容进行不拆线现场测量的目的是保持电容连接状态不变的情况下，可以测量出其中任何一只电容的性能，从而避免拆装电容引线对电容器的损伤，同时大量节省了停电试验的时间。具体地，如图3所示，通过电压源施加交流试验电压U，将电容Cx作为待测电容，流经电容C1、电容CX、电容C3的交流电流分别为电流I1、电流IX和电流I3。流经第i个电容的交流电流为Ii＝2πFUCi，其中F是测试频率。则第i个电容的电容量为

。

其中，电流检测装置120可采用电流互感器夹到待测电容200的引流线上进行测量。将电流互感器设置于连接待测电容200的引流线进行电流检测，操作简便可靠。控制装置130可预先存储测试频率F，在接收到电压数据U和电流数据Ix后，则可根据上式计算得到电容Cx的电容值。

此外，若待测被动元件200为电感或电阻，则可分别根据公式L＝U/(2πFI)或R＝U/I计算得到电感值和电阻值。其中，L表示电感值，R表示电阻值，F为测试频率，U为电压数据，I为电流数据。

电压检测装置110的具体结构并不唯一，在一个实施例中，如图4所示，电压检测装置110包括电压检测电路(图中未示出)、放大器112和第一模数转换器114，电压检测电路连接待测被动元件，并通过放大器112连接第一模数转换器114，第一模数转换器114连接控制装置130。

具体地，以电容Cx作为待测被动元件为例，电压检测电路检测电容Cx两端的电压，得到电压模拟信号发送至放大器112，放大器112对电压模拟信号进行放大处理后发送至第一模数转换器114，第一模数转换器114对放大后的电压模拟信号进行模数转换，得到电压数据发送至控制装置130。通过对采集得到的电压模拟信号进行放大后再转换得到电压数据，便于信号识别，提高了数据采集准确性。第一模数转换器114的类型并不唯一，本实施例中，第一模数转换器114为隔离式模数转换器，使电压检测部分与其它电路完全隔离，减少信号干扰，进一步提高了数据采集准确性。

电流检测装120的具体结构也不是唯一的，在一个实施例中，继续参照图4，电流检测装置120包括电流互感器122、程控放大器124和第二模数转换器126，电流互感器122设置于连接待测被动元件的引流线，并通过程控放大器124连接第二模数转换器126，第二模数转换器126连接控制装置130。

同样以电容Cx作为待测被动元件为例，电流互感器122设置在连接电容Cx的引流线，将采集得到的电流模拟信号发送至程控放大器124，程控放大器124对电流模拟信号进行放大后发送至第二模数转换器126，第二模数转换器126对放大后的电流模拟信号进行模数转换，得到电流数据发送至控制装置130。程控放大器124可以是连接控制装置130，通过控制装置130对程控放大器124的放大参数进行设置；程控放大器124也可以是连接外部控制器，通过外部控制器对程控放大器124的放大参数进行设置。同样，对采集电流模拟信号进行放大后再转换得到电流数据，便于信号识别，提高了数据采集准确性。利用程控放大器124进行放大，可根据实际需求调节放大参数，提高了操作便利性。电流互感器122的具体类型并不唯一，本实施例中，电流互感器122为钳形电流互感器，将钳形电流互感器夹持在引流线上进行电流感应采集，操作简便可靠。钳形电流互感器具体可选择814X系列钳形电流互感器，包括Φ24、Φ40和Φ68三种型号。以Φ68型号为例，最大可测导体尺寸为68mm，对应电容器引流线完全够用。按照20V/50Hz下测量3300uF的设计要求，最大试验电流为20A，不超出其上限100A的要求。其测量精度为1％读数，在不校准的情况下，可以满足常规检测需要的精度，校准后可以达到0.5％以上。此外，第二模数转换器126同样也可采用隔离式模数转换器。

控制装置130的具体结构也不是唯一的，在一个实施例中，如图4所示，控制装置130包括处理器132和人机交互装置，处理器132连接电压检测装置110和电流检测装置120，具体连接电压检测装置110的第一模数转换器114和电流检测装置120的第二模数转换器126，人机交互装置连接处理器132。

本实施例中，处理器132采用32位高速数字处理器，以电作为待测被动元件为例，处理器132在接收到电压数据和电流数据后，根据计算电容量，f为测试频率，I_C和U分别表示电流数据和电压数据。采用软件处理方式进行计算，降低模拟电路复杂程度。

人机交互装置用于提供人工操作界面，用户可通过人机交互装置输入测试频率等参数，处理器132在计算得到待测被动元件之后也可通过人机交互装置显示，实现人机交互功能，提高了检测操作便利性。可以理解，人机交互装置的具体结构不是唯一的，本实施例中，人机交互装置包括均连接处理器132的显示器134和按键136。用户可通过按键136进行参数输入，用过显示器134查看计算结果。在其他实施例中，人机交互装置也可以是采用触控屏进行人机交互。

上述被动元件参数检测装置，分别利用电压检测装置110和电流检测装置120检测待测被动元件200两端的电压以及流经待测被动元件200的电流，根据检测到的电压和电流便可计算得到待测被动元件200的参数，无需对待测被动元件200进行现场拆线，在保持待测被动元件200连接状态不变的情况下同样可实现参数测量，提高了测试操作的便利性和可靠性。

在一个实施例中，如图4所示，被动元件参数检测装置还可包括连接待测被动元件200的电压源140，电压源140输出交流电至待测被动元件200。

同样地，电压源140与待测被动元件200的连接方式并不唯一，电压源140可以是连接待测被动元件200的两端；电压源140也可以是连接待测被动元件200的一端，待测被动元件200的另一端接地。具体地，电压源140可以是接入外部220V交流电进行降压后输出至待测被动元件200，也可以是直接接入外部交流电压输送至待测被动元件200。可以理解，在其他实施例中，也可以是采用外部电压源输出交流电至待测被动元件。

进一步地，在一个实施例中，待测被动元件安装于多个被动元件并联组成的元件组中，电压源140通过测试线连接元件组的汇流排；电压检测装置110通过测试线连接元件组的汇流排。具体地，电压检测装置110中的电压检测电路通过测试线连接元件组的汇流排，其中，元件组的汇流排即是指多个被动元件并联后的两个公共端。

同样以电容Cx作为待测被动元件为例，如图4所示，电容Cx与电容C1和电容C2并联组成电容组，电容组的汇流排即是指电容Cx与电容C1和电容C2并联后的两个公共端。电压源140通过测试线连接电容组的汇流排，输出电压值电容组中的所有电容，电压检测装置110通过测试线连接电容组的汇流排，检测电容Cx两端的电压。

本实施例中，针对多个被动元件并联组成的元件组，直接对元件组的汇流排进行供电和电压检测，得到的电压数据可作为电容组中所有电容的电压数据进行电容量计算，提高检测操作便利性。直接对汇流排进行电压检测，还可消除电压源140与汇流排之间的测试线的压降影响，进一步提高了数据检测准确性。可以理解，若待测被动元件处于由多个被动元件串联组成的元件组中，则电压检测装置110可以直接连接待测被动元件的两端进行电压检测。

此外，处理器132还可预先存储干扰电流向量，并在接收到电流数据后利用向量减法去除干扰电流向量，根据去除干扰电流向量后的电流数据计算相关参数。具体地，可在启动测量时电压源140先输出0电压，处理器132记录此时的干扰电流向量。然后电压源140输出试验电压，在检测到的电流数据中利用向量减法去除干扰电流，然后进行被动元件参数计算。通过过滤电流数据中的干扰电流向量，避免干扰电流对数据计算造成影响，提高了参数计算准确度。

电压源140的具体结构也不唯一，在一个实施例中，电压源140包括控制开关142和变压器144，控制开关142通过变压器144连接待测被动元件。

同样以位于多个电容并联得到的电容组中的电容Cx作为待测被动元件，控制开关142用于控制外部交流电的接入，变压器144连接电容组的汇流排，在开关142导通时，对接入的交流电进行降压处理后输出至电容组的汇流排，对电容组中的各个电容提供交流电，操作便利。本实施例中，变压器144输出8V测试电压，测试电压通过测试线连接到电容组的两个汇流排上，该电压又经过测试线引入到电压检测电路上。

进一步地，电压源140还可包括过流检测电路146，控制开关142通过过流检测电路146连接变压器144，过流检测电路146连接控制装置130，具体可连接控制装置130的处理器132。处理器132还可连接控制开关142，用于控制控制开关142的通断。过流检测电路146对控制开关接入的交流电进行检测，当交流电的电压超过预设阈值时，处理器132控制控制开关142断开，停止接入交流电，避免接入电压过高损坏电路，提高了检测安全性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种被动元件参数检测装置，其特征在于，包括电压检测装置、电流检测装置和控制装置，所述电压检测装置连接待测被动元件，所述电流检测装置设置于连接待测被动元件的引流线，所述控制装置连接所述电压检测装置和所述电流检测装置，

所述电压检测装置检测所述待测被动元件两端的电压，输出电压数据至所述控制装置，所述电流检测装置检测流经所述引流线的电流，输出电流数据至所述控制装置，所述控制装置根据所述电压数据和所述电流数据得到所述被动元件的参数。

2.根据权利要求1所述的被动元件参数检测装置，其特征在于，所述电压检测装置包括电压检测电路、放大器和第一模数转换器，所述电压检测电路连接所述待测被动元件，并通过所述放大器连接所述第一模数转换器，所述第一模数转换器连接所述控制装置。

3.根据权利要求2所述的被动元件参数检测装置，其特征在于，所述第一模数转换器为隔离式模数转换器。

4.根据权利要求1所述的被动元件参数检测装置，其特征在于，所述电流检测装置包括电流互感器、程控放大器和第二模数转换器，所述电流互感器设置于连接待测被动元件的引流线，并通过所述程控放大器连接所述第二模数转换器，所述第二模数转换器连接所述控制装置。

5.根据权利要求4所述的被动元件参数检测装置，其特征在于，所述电流互感器为钳形电流互感器。

6.根据权利要求1所述的被动元件参数检测装置，其特征在于，所述控制装置包括处理器和人机交互装置，所述处理器连接所述电压检测装置和所述电流检测装置，所述人机交互装置连接所述处理器。

7.根据权利要求6所述的被动元件参数检测装置，其特征在于，所述人机交互装置包括均连接所述处理器的显示器和按键。

8.根据权利要求1所述的被动元件参数检测装置，其特征在于，还包括连接所述待测被动元件的电压源，所述电压源输出交流电至所述待测被动元件。

9.根据权利要求8所述的被动元件参数检测装置，其特征在于，所述待测被动元件安装于多个被动元件并联组成的元件组中，所述电压源通过测试线连接所述元件组的汇流排；所述电压检测装置通过测试线连接所述元件组的汇流排。

10.根据权利要求8所述的被动元件参数检测装置，其特征在于，所述电压源包括控制开关和变压器，所述控制开关通过所述变压器连接所述待测被动元件。