CN215894759U - 接地电阻检测电路及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种接地电阻检测电路及装置，包括控制模块、波形发生模块、第一线圈、第二线圈、干扰滤除模块和带通滤波模块。波形发生模块的输入端与控制模块的输出端连接；第一线圈与波形发生模块的输出端连接；干扰滤除模块的第一输入端与第一线圈连接，干扰滤除模块的第二输入端与第二线圈连接；带通滤波模块的输入端与干扰滤除模块的输出端连接，带通滤波模块的输出端与控制模块的输入端连接。本实用新型公开的接地电阻检测电路及装置，能够滤除干扰信号，从而提高测量精度，有利于提高可靠性。

Description

接地电阻检测电路及装置

技术领域

本实用新型涉及电阻检测技术领域，特别涉及一种接地电阻检测电路及装置。

背景技术

接地电阻检测仪，可以通过感应线圈和激励线圈来实现无接触测量接地线的接地电阻，并且可以实时检测，以便于避免影响设备的正常运行，同时，还可以节省人力物力。但是，目前的接地电阻检测仪，由于本身电路结构的原因，在使用过程中会产生干扰信号，导致测量精度较差、可靠性较低。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种接地电阻检测电路，能够提高测量精度，从而提高可靠性。

本实用新型还提出一种包括上述接地电阻检测电路的接地电阻检测装置。

根据本实用新型第一方面实施例的接地电阻检测电路，包括控制模块；波形发生模块，所述波形发生模块的输入端与所述控制模块的输出端连接；第一线圈，所述第一线圈与所述波形发生模块的输出端连接；第二线圈；干扰滤除模块，所述干扰滤除模块的第一输入端与所述第一线圈连接，所述干扰滤除模块的第二输入端与所述第二线圈连接；带通滤波模块，所述带通滤波模块的输入端与所述干扰滤除模块的输出端连接，所述带通滤波模块的输出端与所述控制模块的输入端连接。

根据本实用新型实施例的接地电阻检测电路，至少具有如下有益效果：控制模块用于控制波形发生模块来产生波形信号，以使第一线圈产生第一磁场，控制模块还用于计算接地线的接地电阻；带通滤波模块用于滤除电路中的噪音信号。在未将接地线插入第一线圈和第二线圈时，控制模块控制波形发生模块产生波形信号，使第一线圈产生第一磁场，而在第一磁场的作用下，第二线圈会有较小的感应信号，该感应信号为干扰信号，而干扰滤除模块用于将该干扰信号滤除，以便于在接地线插入第一线圈和第二线圈并进行接地电阻检测时，控制模块可以更准确地计算出接地线的接地电阻，有利于提高测量精度，进而提高可靠性。

根据本实用新型的一些实施例，所述干扰滤除模块包括电压叠加单元和电阻调节单元，所述电压叠加单元的第一输入端与所述第一线圈连接，所述电压叠加单元的第二输入端与所述第二线圈连接，所述电压叠加单元的输出端与所述带通滤波模块的输入端连接，所述电阻调节单元的第一端与所述电压叠加单元的调节端连接，所述电阻调节单元的第二端与所述电压叠加单元的输出端连接，以便于滤除干扰信号。

根据本实用新型的一些实施例，所述电压叠加单元包括运算放大器U7、电阻R19、电阻R20和电阻R21，所述电阻R20的第一端与所述第二线圈连接，所述电阻R20的第二端和所述电阻R19的第一端均与所述运算放大器U7的反相输入端连接，所述电阻R19的第二端接地，所述电阻R21的第一端与所述第一线圈连接，所述电阻R21的第二端分别与所述运算放大器U7的同相输入端和所述电阻调节单元的第一端连接，所述运算放大器U7的输出端分别与所述电阻调节单元的第二端和所述带通滤波模块的输入端连接，以便于滤除干扰信号。

根据本实用新型的一些实施例，所述电阻调节单元包括数字电位器U2，所述数字电位器U2的第一电阻引脚与所述电压叠加单元的调节端连接，所述数字电位器U2的第二电阻引脚与所述电压叠加单元的输出端连接，所述数字电位器U2的受控引脚与所述控制模块的控制端连接，以便于调节电压叠加单元的输出信号。

根据本实用新型的一些实施例，所述带通滤波模块包括高通滤波单元和低通滤波单元，所述低通滤波单元的输入端与所述干扰滤除模块的输出端连接，所述低通滤波单元的输出端与所述高通滤波单元的输入端连接，所述高通滤波单元的输出端与所述控制模块的输入端连接，以便于滤除电路中的高频信号和低频信号。

根据本实用新型的一些实施例，还包括信号稳定模块，所述信号稳定模块连接于所述波形发生模块的输出端与所述第一线圈之间，以便于输出稳定的波形信号给第一线圈。

根据本实用新型的一些实施例，所述信号稳定模块包括恒压放大单元和/或恒流放大单元，所述恒压放大单元连接于所述波形发生模块的输出端与所述第一线圈之间，所述恒流放大单元连接于所述波形发生模块的输出端与所述第一线圈之间，以便于电压、电流的稳定。

根据本实用新型的一些实施例，还包括信号放大模块，所述信号放大模块连接于所述第二线圈与所述带通滤波模块的输入端之间，以便于将信号放大，有利于后续电路对信号的处理。

根据本实用新型的一些实施例，还包括整流模块，所述整流模块连接于所述带通滤波模块的输出端与所述控制模块的输入端之间，以便于将交流电信号转换为直流电信号，有利于控制模块计算接地电阻。

根据本实用新型第二方面实施例的接地电阻检测装置，包括第一方面所述的接地电阻检测电路。

根据本实用新型实施例的接地电阻检测装置，至少具有如下有益效果：通过可以滤除干扰信号的接地电阻检测电路来实现对接地线的接地电阻的测量，有利于提高接地电阻检测装置的测量精度，以及提高可靠性。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例的接地电阻检测电路的电路框图；

图2为图1所示的接地电阻检测电路的具体的电路框图；

图3为图2所示的接地电阻检测电路的干扰滤除模块的电路图；

图4为图1所示的接地电阻检测电路的波形发生模块的电路图；

图5为图2所示的接地电阻检测电路的带通滤波模块的电路图；

图6为图2所示的接地电阻检测电路的整流模块的电路图。

附图标记如下：

控制模块100、波形发生模块200、第一线圈300、第二线圈400、干扰滤除模块500、电压叠加单元510、电阻调节单元520、带通滤波模块600、高通滤波单元610、低通滤波单元620、信号稳定模块700、信号放大模块800、恒压放大单元810、恒流放大单元820、整流模块900。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二、第三、第四只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

一种接地电阻检测装置，包括接地电阻检测电路。其中，接地电阻检测电路能够准确测量接地线的接地电阻，有利于提高接地电阻检测装置的测量精度，以及提高可靠性。

参照图1和图4，一种接地电阻检测电路，包括控制模块100、波形发生模块200、第一线圈300、第二线圈400、干扰滤除模块500和带通滤波模块600。波形发生模块200的输入端与控制模块100的输出端连接；第一线圈300与波形发生模块200的输出端连接；干扰滤除模块500的第一输入端与第一线圈300连接，干扰滤除模块500的第二输入端与第二线圈400连接；带通滤波模块600的输入端与干扰滤除模块500的输出端连接，带通滤波模块600的输出端与控制模块100的输入端连接。

其中，控制模块100用于控制波形发生模块200来产生波形信号，以使第一线圈300产生第一磁场，控制模块100还用于计算接地线的接地电阻；带通滤波模块600用于滤除电路中的噪音信号。在未将接地线插入第一线圈300和第二线圈400时，控制模块100控制波形发生模块200产生波形信号，使第一线圈300产生第一磁场，而在第一磁场的作用下，第二线圈400会有较小的感应信号，该感应信号为干扰信号，而干扰滤除模块500用于将该干扰信号滤除，以便于在接地线插入第一线圈300和第二线圈400并进行接地电阻检测时，控制模块100可以更准确地计算出接地线的接地电阻，有利于提高测量精度，进而提高可靠性。

参照图2，干扰滤除模块500包括电压叠加单元510和电阻调节单元520，电压叠加单元510的第一输入端与第一线圈300连接，电压叠加单元510的第二输入端与第二线圈400连接，电压叠加单元510的输出端与带通滤波模块600的输入端连接，电阻调节单元520的第一端与电压叠加单元510的调节端连接，电阻调节单元520的第二端与电压叠加单元510的输出端连接。

其中，电压叠加单元510用于将第一线圈300输出的第一电压与第二线圈400的干扰信号的第二电压进行叠加，电阻调节单元520用于调节电压叠加单元510的输出信号的电压大小。具体地，由第一线圈300输出并输入电压叠加单元510的第一电压大于第二线圈400产生的干扰信号的第二电压，则，电压叠加单元510的输出端输出的输出信号的电压不为零。通过电阻调节单元520，调节电压叠加单元510的叠加比例，使电压叠加单元510输出的输出信号的电压大小为零。当电压叠加单元510的输出信号的电压大小为零，则干扰信号被滤除，以便于在接地线插入第一线圈300和第二线圈400并进行接地电阻检测时。控制模块100准确地计算接地线的接地电阻，有利于提高测量精度，从而提高可靠性。

参照图2和图3，电压叠加单元510包括运算放大器U7、电阻R19、电阻R20和电阻R21，电阻R20的第一端与第二线圈400连接，电阻R20的第二端和电阻R19的第一端均与运算放大器U7的反相输入端连接，电阻R19的第二端接地，电阻R21的第一端与第一线圈300连接，电阻R21的第二端分别与运算放大器U7的同相输入端和电阻调节单元520的第一端连接，运算放大器U7的输出端分别与电阻调节单元520的第二端和带通滤波模块600的输入端连接。

其中，干扰信号通过电阻R20输入运算放大器U7的反向输入端，使运算放大器U7的反向输入端的电压大小为第三电压，第一线圈300的输出信号通过电阻R21输入运算放大器U7的同相输入端，使运算放大器U7的同相输入端的电压大小为第四电压。当运算放大器U7的输出信号的电压大小不为零，则通过电阻调节单元520，调节第四电压的大小，从而调节运算放大器U7的输出信号，使输出信号的电压大小为零，进而实现滤除干扰信号的目的，以便于控制模块100准确地计算接地线的接地电阻，有利于提高测量精度，从而提高可靠性。

需要说明的是，可以将运算放大器U7的反向输入端和同相输入端的连接关系互换，即，电阻R20的第二端和电阻R19的第一端均与运算放大器U7的同相输入端连接，电阻R21的第二端和电阻调节单元520的第一端均与运算放大器U7的反向输入端连接。

参照图2和图3，电阻调节单元520包括数字电位器U2，数字电位器U2的第一电阻引脚与电压叠加单元510的调节端连接，数字电位器U2的第二电阻引脚与电压叠加单元510的输出端连接，数字电位器U2的受控引脚与控制模块100的控制端连接。其中，数字电位器U2用于在控制模块100的控制下，自动调节电压叠加单元510的输出信号的电压大小，以实现滤除干扰信号的目的，从而便于控制模块100准确地计算接地线的接地电阻，有利于提高测量精度，从而提高可靠性。此外，通过控制模块100控制数字电位器U2来调节电压叠加单元510的输出信号，可以使控制模块100自动记录下数字电位器U2的调节参数，以便于下次滤除干扰信号时，可以减少调节时间，以提高测量效率。

需要说明的是，数字电位器U2的第三引脚、第四引脚和第五引脚作为数字电位器U2的受控引脚，数字电位器U2的第一引脚作为数字电位器U2的第一电阻引脚，数字电位器U2的第七引脚作为数字电位器U2的第二电阻引脚。

需要说明的是，电阻调节单元520还可以采用可调电阻来实现，即，通过手动调节可调电阻的阻值，使电压叠加单元510的输出信号的电压大小为零。

参照图2和图5，带通滤波模块600包括高通滤波单元610和低通滤波单元620，低通滤波单元620的输入端与干扰滤除模块500的输出端连接，低通滤波单元620的输出端与高通滤波单元610的输入端连接，高通滤波单元610的输出端与控制模块100的输入端连接。其中，将接地线插入第一线圈300与第二线圈400中，并且接地线与第一线圈300和第二线圈400不发生接触，第一线圈300在波形发生模块200的作用下，产生第一磁场，而接地线在第一磁场的作用下产生第二磁场，第二线圈400在第二磁场的作用下产生耦合电信号，该耦合电信号经过干扰滤除模块500滤除干扰信号后，再依次经过低通滤波单元620和高通滤波单元610，并依次滤除高频信号和低频信号，最后传输至控制模块100，以便于控制模块100通过输入的耦合电信号，准确计算出接地线的接地电阻。

通过电磁感应的方式，使控制模块100快速得到对应于接地电阻的耦合电信号，从而计算得到接地电阻，有利于提高检测效率。

参照图2，接地电阻检测电路还包括信号稳定模块700，信号稳定模块700连接于波形发生模块200的输出端与第一线圈300之间。其中，通过增加信号稳定模块700，可以使信号发生模块输出的波形信号更加稳定，以避免外界干扰，有利于提高测量精度。

参照图2，信号稳定模块700包括恒压放大单元810和/或恒流放大单元820，恒压放大单元810连接于波形发生模块200的输出端与第一线圈300之间，恒流放大单元820连接于波形发生模块200的输出端与第一线圈300之间。其中，恒压放大单元810用于使信号发生模块输出的波形信号的电压更稳定，恒流放大单元820用于使信号发生模块输出的波形信号的电流更稳定。此外，信号稳定模块700包括恒压放大单元810和恒流放大单元820时，恒压放大单元810和恒流放大单元820可以依次连接于波形发生模块200的输出端和第一线圈300之间，从而有利于提高测量精度。

需要说明的是，恒压放大单元810和恒流放大单元820均可以采用型号为OPA2188的运算放大器芯片结合电阻、电容等元器件实现。

参照图2，接地电阻检测电路还包括信号放大模块800，信号放大模块800连接于第二线圈400与带通滤波模块600的输入端之间。其中，信号放大模块800用于将第二线圈400的耦合电信号放大，以避免出现耦合电信号微弱而使后续的模块无法处理的情况。此外，信号放大模块800可以采用型号为OPA2188的运算放大器芯片结合电阻、电容等元器件实现。

参照图2和图6，接地电阻检测电路还包括整流模块900，整流模块900连接于带通滤波模块600的输出端与控制模块100的输入端之间。其中，整流模块900用于将交流电信号转换为直流电信号，以便于控制模块100处理和计算。

参照图6，整流模块900包括运算放大器U4、运算放大器U5、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、二极管D1和二极管D2，电阻R14的第一端和电阻R18的第一端均与带通滤波模块600的输出端连接，电阻R14的第二端分别与电阻R15的第一端、二极管D1的负极和运算放大器U4的反相输入端连接，电阻R15的第二端分别与电阻R16的第一端和二极管的正极连接，二极管D2的负极分别与二极管D1的正极和运算放大器U4的输出端连接，电阻R16的第二端分别与电阻R18的第二端、电阻R17的第一端和运算放大器U5的反向输入端连接，电阻R17的第二端分别与运算放大器U5的输出端和控制模块100的输入端连接，运算放大器U4的同相输入端和运算放大器U5的同相输入端均接地。

其中，运算放大器U4、电阻R14、电阻R15、二极管D1和二极管D2构成倍压反相整流放大单元，运算放大器U5、电阻R16、电阻R17和电阻R18构成反相求和单元。倍压反相整流放大单元用于避免小幅度交变信号的信号幅度小于二极管导通电压从而导致二极管断路的问题，并实现了半波精密信号的整流。倍压反相放大单元与反相求和单元结合，实现了全波精密信号的整流。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种接地电阻检测电路，其特征在于，包括：

控制模块；

波形发生模块，所述波形发生模块的输入端与所述控制模块的输出端连接；

第一线圈，所述第一线圈与所述波形发生模块的输出端连接；

第二线圈；

干扰滤除模块，所述干扰滤除模块的第一输入端与所述第一线圈连接，所述干扰滤除模块的第二输入端与所述第二线圈连接；

带通滤波模块，所述带通滤波模块的输入端与所述干扰滤除模块的输出端连接，所述带通滤波模块的输出端与所述控制模块的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的接地电阻检测电路，其特征在于，所述干扰滤除模块包括电压叠加单元和电阻调节单元，所述电压叠加单元的第一输入端与所述第一线圈连接，所述电压叠加单元的第二输入端与所述第二线圈连接，所述电压叠加单元的输出端与所述带通滤波模块的输入端连接，所述电阻调节单元的第一端与所述电压叠加单元的调节端连接，所述电阻调节单元的第二端与所述电压叠加单元的输出端连接。

3.根据权利要求2所述的接地电阻检测电路，其特征在于，所述电压叠加单元包括运算放大器U7、电阻R19、电阻R20和电阻R21，所述电阻R20的第一端与所述第二线圈连接，所述电阻R20的第二端和所述电阻R19的第一端均与所述运算放大器U7的反相输入端连接，所述电阻R19的第二端接地，所述电阻R21的第一端与所述第一线圈连接，所述电阻R21的第二端分别与所述运算放大器U7的同相输入端和所述电阻调节单元的第一端连接，所述运算放大器U7的输出端分别与所述电阻调节单元的第二端和所述带通滤波模块的输入端连接。

4.根据权利要求2所述的接地电阻检测电路，其特征在于，所述电阻调节单元包括数字电位器U2，所述数字电位器U2的第一电阻引脚与所述电压叠加单元的调节端连接，所述数字电位器U2的第二电阻引脚与所述电压叠加单元的输出端连接，所述数字电位器U2的受控引脚与所述控制模块的控制端连接。

5.根据权利要求1所述的接地电阻检测电路，其特征在于，所述带通滤波模块包括高通滤波单元和低通滤波单元，所述低通滤波单元的输入端与所述干扰滤除模块的输出端连接，所述低通滤波单元的输出端与所述高通滤波单元的输入端连接，所述高通滤波单元的输出端与所述控制模块的输入端连接。

6.根据权利要求1所述的接地电阻检测电路，其特征在于，还包括信号稳定模块，所述信号稳定模块连接于所述波形发生模块的输出端与所述第一线圈之间。

7.根据权利要求6所述的接地电阻检测电路，其特征在于，所述信号稳定模块包括恒压放大单元和/或恒流放大单元，所述恒压放大单元连接于所述波形发生模块的输出端与所述第一线圈之间，所述恒流放大单元连接于所述波形发生模块的输出端与所述第一线圈之间。

8.根据权利要求1所述的接地电阻检测电路，其特征在于，还包括信号放大模块，所述信号放大模块连接于所述第二线圈与所述带通滤波模块的输入端之间。

9.根据权利要求1所述的接地电阻检测电路，其特征在于，还包括整流模块，所述整流模块连接于所述带通滤波模块的输出端与所述控制模块的输入端之间。

10.一种接地电阻检测装置，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的接地电阻检测电路。

Images