HDDO-30多功能萬(wàn)用表檢定裝置 電力工程用

一、產(chǎn)品特點(diǎn)  

      1.1   HDDO-30多功能萬(wàn)用表校驗(yàn)裝置（以下簡(jiǎn)稱校驗(yàn)裝置）是由表源一體式交直流電壓電流標(biāo)準(zhǔn)源和兩組鉗形表校驗(yàn)裝置組成以鉗形表校驗(yàn)功能為主，又可做交直流標(biāo)準(zhǔn)電壓電流源使用的多功能校驗(yàn)系統(tǒng)。另設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)電阻器組，擴(kuò)展了其使用功能。

      1.2   校驗(yàn)裝置由LED三窗口數(shù)字顯示數(shù)據(jù)，其中五位半數(shù)字顯示輸出實(shí)際值和鉗形表校驗(yàn)值；五位數(shù)字即時(shí)顯示量程的百分比及格數(shù)；三位數(shù)字顯示滿度值?？稍O(shè)置被檢表所需滿度值，選擇輸出步進(jìn)量，幅值調(diào)節(jié)可選擇數(shù)字調(diào)節(jié)或模擬量調(diào)節(jié)，更加方便實(shí)用。設(shè)計(jì)兩組鉗形表校驗(yàn)裝置，以盡可能的適應(yīng)不同鉗形表鉗口尺寸和量限要求。

      1.3   校驗(yàn)裝置以單片機(jī)為核心，采用數(shù)字化技術(shù)，大環(huán)路穩(wěn)幅電路，真有效值轉(zhuǎn)換，使用大功率功放模塊，溫度補(bǔ)償?shù)却胧ｃQ形表校驗(yàn)裝置還設(shè)有檢測(cè)電路，可對(duì)其進(jìn)行電抗、電感、圈數(shù)、端電壓等參數(shù)的測(cè)試，以確保鉗形表測(cè)試條件的合理性及準(zhǔn)確性。

      1.4   校驗(yàn)裝置具有穩(wěn)定性好，準(zhǔn)確度高，線性度優(yōu)，量程寬，檔位合理，適用性強(qiáng)，安全可靠等特點(diǎn)，又兼其操作簡(jiǎn)便，功能齊全，控制調(diào)節(jié)靈活，反應(yīng)速度快，能夠滿足定值輸出和連續(xù)可調(diào)的不同需求，該儀器是廣大客戶一機(jī)多用的選擇。

      1.5   校驗(yàn)裝置適用于檢定、校驗(yàn)相應(yīng)功率及精度的大部分交直流鉗形電流表；四位半及以下的數(shù)字萬(wàn)用表，模擬萬(wàn)用表，各種相應(yīng)功率及精度的電流表、電壓表、多用表、器件等。亦可配合高等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表組成更高精度檢測(cè)系統(tǒng)。校驗(yàn)裝置廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、科研院所、鐵路、電力、學(xué)校等單位的質(zhì)檢計(jì)量教研及儀表生產(chǎn)維修。                          

二、主要功能   

      2.1  顯示窗口1:

                  5 1/2位LED數(shù)字顯示輸出量 ，相對(duì)應(yīng)的LED指示燈分別指示相應(yīng)的單位V、mV、A、mA、μA。

             顯示窗口2：

                  5位LED數(shù)字即時(shí)按量程的百分比顯示輸出量及格數(shù)，單位是%。

             顯示窗口3：

                   3位LED數(shù)字顯示量程開(kāi)關(guān)所處的擋位值（既M值）?？赏ㄟ^(guò)按調(diào)節(jié)盒上M鍵選擇擴(kuò)展量程，以滿足被檢表所檢量限的需要。

       2.2   輸出量調(diào)節(jié)根據(jù)需要可選擇按鍵控制和模擬量調(diào)節(jié)（輸出調(diào)節(jié)盒）。按鍵控制時(shí)首先選定步進(jìn)量N值，N值設(shè)有4、5、6、10、15，選定后，相應(yīng)N值指示燈亮。調(diào)節(jié)按鍵設(shè)有5組：↑10%↓、↑1%↓、↑0.1%↓、↑0.01%↓、↑0.001%↓。控制量分別為上升（增加）或下降（減少）*/N、10%/N、1%/N、0.1%/N、0.01%/N。

           選擇模擬量調(diào)節(jié)時(shí)，首先將調(diào)節(jié)盒上“數(shù)字/模擬”開(kāi)關(guān)置于“模擬”端，分別旋轉(zhuǎn)粗細(xì)調(diào)電位器，實(shí)現(xiàn)輸出量連續(xù)可調(diào)。

      2.3   鉗形表校驗(yàn)范圍：0～2000A

      2.4   項(xiàng)目開(kāi)關(guān)設(shè)有：DCI、ACI、DCV、ACV、空檔。

      2.5   交、直流電流輸出范圍: 0～100μA～500μA～2mA～5mA～20mA～50mA～200mA～500mA～5A（Q2）～10A(Q1)～20A(Q1)。

              交、直流電壓輸出范圍：0～250mV～1V～2.5V～5V～10V～25V～50V～100V～250V～500V～1000V。

      2.6  標(biāo)準(zhǔn)電阻器組：×1端子--10Ω、20Ω、50Ω、100Ω、250Ω、500Ω、1kΩ、2.5kΩ、5kΩ、10kΩ、20kΩ.

                   ×1K端子—10kΩ、20kΩ、50kΩ、100kΩ、250kΩ、500kΩ、1MΩ、2.5MΩ、5MΩ、10MΩ、20MΩ.100 MΩ

      2.7    除儀器標(biāo)注的量程外，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)滿度鍵M進(jìn)行量程擴(kuò)展，具體擴(kuò)展量程見(jiàn)（3.1.6）表。

      2.8    供選擇的交流頻率為三種： 50Hz、60Hz、400Hz（用晶振保證頻率的穩(wěn)定性）。

      2.9    自動(dòng)保護(hù)，超載時(shí)儀器自動(dòng)關(guān)斷輸出，手動(dòng)復(fù)位。

三、技術(shù)參數(shù)  

      3.1  交、直流電壓、電流源參數(shù)

      3.1.1  穩(wěn)定性：   AC﹤滿量程的0.02%/5分鐘

                                  DC﹤滿量程的0.01%/5分鐘

                                 （作精密測(cè)量時(shí)儀器需預(yù)熱兩小時(shí)。）

      3.1.2  交流失真度： ﹤0.5%

      3.1.3  直流紋波系數(shù)：﹤0.5%（額定輸出時(shí)）

      3.1.4  輸出頻率及誤差范圍：（50Hz、60Hz、400Hz）﹤1%

      3.1.5  輸出電壓、電流的范圍及準(zhǔn)確度（23℃±2℃）

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.2蓄電池的電荷量：由于注入蓄電池的電解液深度、電極表面反應(yīng)物質(zhì)的厚度、電極表面的孔隙率等不同，而使蓄電池的內(nèi)阻相差較大，從而電荷量也相差較大。2.3溫度：環(huán)境溫度的變化，例如上升，這時(shí)反應(yīng)物質(zhì)的擴(kuò)散加快、電荷傳遞、電極動(dòng)力學(xué)過(guò)程和物質(zhì)轉(zhuǎn)移更容易進(jìn)行，因而蓄電池內(nèi)阻減小。反之，就會(huì)增加。

2.4蓄電池的型號(hào)：不同生產(chǎn)廠、不同種類(lèi)、不同型號(hào)的蓄電池，由于電極、電解液、隔膜的材料配方不同，電池的結(jié)構(gòu)不同、裝配工藝不同而使蓄電池內(nèi)阻產(chǎn)生差異。

2.5測(cè)量信號(hào)頻率：目前許多蓄電池內(nèi)阻測(cè)量，實(shí)際上測(cè)的是蓄電池的阻抗，內(nèi)中包括了容抗，而容抗大小和測(cè)量信號(hào)頻率有關(guān)，使蓄電池內(nèi)阻測(cè)量結(jié)果不具有客觀性。要具有客觀性，應(yīng)根據(jù)測(cè)量信號(hào)電流和電壓的相位關(guān)系，用解析的方法去除蓄電池電容對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，使測(cè)量率結(jié)果與信號(hào)測(cè)量頻率無(wú)關(guān)，即在任何測(cè)量信號(hào)頻率下，內(nèi)阻測(cè)量結(jié)果具有一性。2.6測(cè)量時(shí)間和測(cè)量電流大?。涸诓捎幂^大測(cè)量電流的情況下，在施加測(cè)量信號(hào)和關(guān)閉測(cè)量信號(hào)的瞬間，由于極的建立和穩(wěn)定是個(gè)變化過(guò)程，不同的測(cè)量電流，不同的測(cè)量時(shí)間，極化是不同的，使蓄電池內(nèi)阻測(cè)量結(jié)果不具有客觀性。要具有客觀性，應(yīng)盡量用較小的信號(hào)電流進(jìn)行內(nèi)阻測(cè)量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量電流小于或等于0.05C10，(其中C10為10小時(shí)放電率下蓄電池的容量。用內(nèi)阻交流放電法測(cè)量蓄電池內(nèi)阻

內(nèi)阻交流放電法是在交流注入法蓄電池內(nèi)阻測(cè)量技術(shù)HDDO-30多功能萬(wàn)用表檢定裝置 電力工程用其中的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步的發(fā)展，該方法綜合了交流注入法和直流放電法的優(yōu)點(diǎn)。其原理是用CPU通過(guò)D/A控制智能負(fù)載，使蓄電池向智能負(fù)載放電，產(chǎn)生一個(gè)低頻(頻率小于100HZ)，幅值約為0.01C10-0.05C10 的正弦波交流信號(hào)(頻率為fo，角速度為ω=2πfo的電流I=IoSin(ωoT),其中C10為10小時(shí)放電率下蓄電池的容量。在蓄電池上產(chǎn)生的電壓響應(yīng)為：U=UoSin(ωoT+Φ); 其阻抗為：Z=Uo/IoXejφ

交流放電法蓄電池內(nèi)阻測(cè)量原理圖見(jiàn)圖2。3.1 MOS管：MOS管的作用是由CPU通過(guò)D/A控制MOS管，使蓄電池向負(fù)載放電，產(chǎn)生特定頻率的、幅值穩(wěn)定的正弦波激勵(lì)信號(hào)。3.2多路開(kāi)關(guān)：多路開(kāi)關(guān)由CPU控制，進(jìn)行信號(hào)的切換。以實(shí)現(xiàn)蓄電池組中每節(jié)蓄電池內(nèi)阻的測(cè)量。3.3耦合電容：其作用是隔離直流，而使交流信號(hào)順利通過(guò)。為保證測(cè)量電路的精度，耦合電容要保證嚴(yán)格的匹配性。3.4可編程帶通濾波器：蓄電池在線工作時(shí)，充電裝置紋波電流可能相當(dāng)大，一些UPS電源的紋波電流有數(shù)安甚至數(shù)十安，遠(yuǎn)大于測(cè)量信號(hào)，如果不采取濾波，后級(jí)的放大器將會(huì)飽和?？删幊處V波器的設(shè)計(jì)可以使頻率接近為測(cè)量信號(hào)頻率，而其它頻率信號(hào)不能通過(guò)。這樣后級(jí)的放大器可以將微弱的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行有效的放大。3.5高速同步A/D轉(zhuǎn)換器：它可以實(shí)現(xiàn)電流信號(hào)和電壓信號(hào)的同步高速采樣，確保電流信號(hào)和電壓信號(hào)嚴(yán)格的相位關(guān)系，并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。3.6 DSP：雖然經(jīng)過(guò)前級(jí)的濾波去除了大部分干擾信號(hào)，但仍有相當(dāng)?shù)母蓴_信號(hào)和有效信號(hào)一起被采樣進(jìn)來(lái)，如不進(jìn)行處理，將會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量精度。由于只有頻率為fo的信號(hào)為有效信號(hào)，利用DSP的數(shù)字運(yùn)算能力，對(duì)采樣信號(hào)用FFT算法分別提取電流、電壓采樣信號(hào)中頻率為fo的信號(hào)部分進(jìn)行運(yùn)算。電流、電壓采樣信號(hào)送入DSP后，DSP對(duì)信號(hào)進(jìn)行如下處理：3.6.1對(duì)電流和電壓采樣信號(hào)進(jìn)行FFT變換，分別計(jì)算電流信號(hào)和電壓信號(hào)的頻譜分布:3.6.2分別提取頻率為fo的電流和電壓信號(hào)：電流信號(hào)：I=IoSin(ωoT+φ1)電壓信號(hào)：U=UoSin(ωoT+φ2)3.6.3計(jì)算蓄電池的HDDO-30多功能萬(wàn)用表檢定裝置 電力工程用其中阻抗、內(nèi)阻和相位差：

阻抗為： Z(ω)=Uo/Io×ejφ相位差為：φ=φ2-φ1.蓄電池內(nèi)阻為：R= |Z(ω)|×COSφ.6.4將結(jié)果送入CPU，并進(jìn)行顯示、存貯，以便進(jìn)行其他分析。3.7 CPU：采用飛利浦公司ARM蕊片LPC247