數字顯示核相儀的製作方法
2023-06-13 07:41:21
專利名稱：數字顯示核相儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於測量電壓之間相位角的裝置，尤其涉及一種測量高電壓的數字顯示核相儀。
背景技術：
國內外高電壓遠距離輸電線路大都採用三相交流制。新建、改建、擴建後的變電所和輸電線路，以及在線路檢修完畢、向用戶送電前，都必須進行三相線路核相試驗，以確保輸電線路相序與用戶三相負載所要求的相序一致，正確核相是安全用電的保證。若核相錯誤，輕則燒毀負載，嚴重時將造成線路停電，造成巨大經濟損失。隨著線路電壓等級的提高，系統越來越複雜，使核相操作更加頻繁和更加重要。
專利97209596.9公開了一種高壓對相線檢測儀，它包括主、副兩根檢測棒和分別設置在兩根檢測棒內的檢測電路，具有結構合理、攜帶方便、可簡化檢測程序、相線識別準確等優點，但其也有不足之處按照最新的電力行業標準的規定，在有高壓的場合，所有的裝置在使用時應沒有任何線與地相連，以保證使用安全，而該檢測儀為了減少雜波幹擾，其取樣電路中必須有接地線，當去掉接地線後，該高壓對相線檢測儀則因受雜波幹擾、誤差率太高而無法使用。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種符合最新的電力行業標準、在使用時沒有任何線與地相連、且由數字顯示線電壓的數字顯示核相儀。
為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案一種數字顯示核相儀，包括主、副兩根檢測棒和檢測電路，檢測電路中包括取樣電路、整流電路、數字顯示電路，檢測電路中還包括輸入電路、過濾比較電路和小信號切除電路，輸入電路的輸入端與整流電路的輸出端相連，輸入電路的輸出端與數字顯示電路的輸入端相連，過濾比較電路的輸入端與輸入電路的輸出端相連，小信號切除電路的一端接入輸入電路，另一端與過濾比較電路的輸出端相連。
所述的檢測電路還包括燈光指示電路，燈光指示電路的輸入端與過濾比較電路的輸出端相連。
所述的檢測電路還包括語音比較電路和語音電路，語音比較電路的輸入端與輸入電路的輸出端相連，語音電路的輸入端與語音比較電路的輸出端相連。
它還包括顯示盒，檢測電路中的取樣電路設置在主、副兩根檢測棒棒本體的中空孔內，檢測電路中的其它電路均設置在顯示盒內。
所述的輸入電路由電阻R5、R6、R7與電位器W1構成，R6、R7與W1依次串聯，R5與R7、W1並聯。
所述的小信號切除電路由三極體T1和電阻R24構成，電阻R24一端與過濾比較電路的輸出端相連，另一端與T1的基極相連，T1發射極接地，集電極與輸入電路中電阻R7和電位器W1的公共端相連。
採用上述方案的數字顯示核相儀，利用比較器和小信號切除電路去除了影響檢測結果的幹擾信號，從而可保證整個儀器在使用時沒有任何線與地相連，最大限度地保證了使用安全，而且由數字顯示線電壓，直觀方便。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
圖2為本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型有主、副兩根檢測棒，檢測棒上部的棒本體2由帶有中空孔的絕緣材料製成，取樣電路中的高精密金屬膜電阻放置在中空孔內，由良導體材料製成的測鉤1與金屬膜電阻相連，棒本體2通過連接頭5與有效絕緣部分6相連，檢測棒下部的手持部分8通過另一連接頭7與有效絕緣部分6相連，顯示盒4固定在主檢測棒的棒本體2上，檢測電路中除取樣電路外的所有其它電路均設置在顯示盒4內，高壓導線3將副棒中的取樣電路與其它電路連接起來。
當然，顯示盒4也可單獨放置在絕緣架上，這時需用兩根高壓導線將取樣電路與其它電路連接起來。
以下對其工作原理作以描述如圖2所示，兩相高壓電UH1和UH2分別通過主、副檢測棒測鉤1輸入，由主棒過來的高壓信號經分壓取樣電路中的兩隻高壓電阻R2、R3與整流電路串接，副棒分壓取樣電路是由一隻高壓電阻R1經高壓導線3與主棒裡的電阻R4及整流電路另一輸入端相連，構成一降壓電路，此處無接地線，按分壓比為1000∶1計算的高精密金屬膜電阻R1、R2、R3、R4將大部分高壓分擔，整流電路上得到0～10V左右電壓，成為相應低壓端。從此處取出電壓信號，並送入橋式整流電路的交流輸入端。全波整流電路由二極體D1、D2、D3和D4組成，經整流濾波，然後送至輸入電路，輸入電路由電阻R5、R6、R7與電位器W1構成，R6、R7與W1依次串聯，R5與R7、W1並聯。從電位器W1上取出信號送入數字顯示電路。
數字顯示電路由晶片U3、U6、電阻R23、R25、R26、R27、R28、電位器W3、電容C8、C9、C10、C11、C15、C16、二極體D6、D8、D9和兩片七段LED連接而成。信號經電阻R23引至A/D變換器，將被測電壓模擬量轉換成數字量，經顯示驅動電路，至顯示器顯示。顯示晶片U6和U3採用積分變換式集成電路7107與4069作為模數轉換及顯示驅動，顯示器由兩片七段LED組成，顯示出線電壓的前兩位數，通過調整電位器W3可實現對電壓顯示值準確度和顯示範圍的修正。信號此時變為0～100mV引入U6輸入腳31。顯示器上顯示的數值就是由輸入電路送入的電壓，根據該數值就可以判定被測兩相高電壓是同相還是異相，同相時，讀數是接近於0的較小數值，異相時，讀數就是兩相之間的線電壓值，以了解電網正常與否。
同時，從輸入電路上取出信號經電阻R8、R10、R9分壓後送至過濾比較電路和語音比較電路，然後送入燈光指示電路和語音電路。過濾比較電路由比較器U1、電阻R11、R12、R13、二極體D7和電位器W2組成，語音比較電路由比較器U2、電阻R16、R17、R18、R19、R20、二極體D11、三極體T3和電位器W4組成，比較器U1和U2均採用集成與非門電路LM393。燈光指示電路由電阻R14、R15、三極體T2、指示燈L1及電阻R21、R22、三極體T4、指示燈L2組成。語音電路由語音晶片U5、功放晶片U4、電阻R29、R30、電容C12、C13、C14和揚聲器組成。
信號從U1反相輸入端2引入，其同相輸入端3接電位器W2，可設定一比較值，通過判斷、比較，當信號超過某一值，U1的輸出端1變為低電平，則T2基極為低電平，T2截止，接在其集電極上的綠色指示燈L1由亮變為滅，與此同時，比較器U2的輸出端1也是低電平，則三極體T3由於反向偏壓而截止，其集電極由於T3截止而呈現高電平，這時，三極體T4就導通，紅色指示燈L2就由滅變為亮，表示有電壓。同時，在三極體T3的集電極引一根線至語音電路中的語音晶片U5的11腳，U5採用SR4812集成錄音播放語音晶片，高電平觸發，即當T3集電極為高電平、紅色指示燈L2亮時，U5的11腳為高電平，U5的7腳為語音晶片的輸出端，也為高電平，它與功放晶片U4相連，U4採用LM386，語音信號經放大後通過電容C14後進入揚聲器並使其發出「正確」的語音聲；當輸入電路的信號電壓接近於0，則U1的輸出端1為高電平，T2導通，綠色指示燈L1亮，而U2輸出端1也為高電平，則三極體T3因正向偏壓而導通，三極體T3的集電極與線路地短接，成為低電平，三極體T4由於反向偏壓而截止，則紅色指示燈L2滅，這表明所測電壓為0或接近於0。以此來將同相或不同相兩種狀態表示出來。這樣，通過燈光指示及語音提示強化判斷及警示，從而構成一個完整的系統。
三極體T1和電阻R24構成小信號切除電路，電阻R24的一端與T1基極相連，另一端與比較器U1輸出端相連，T1發射極接地，集電極與電阻R7和電位器W1的公共端相連，當信號比較小、誤差較大時，由比較器U1發出信號，使三極體T1導通，則其集電極與地短接，這樣可阻止誤差大的信號進入數字顯示電路。
此外採用比較器U1的5、6、7腳和電阻R31、R32、R33、R34、R35、R36、二極體D10、三極體T5、指示燈L3組成電池電壓檢測電路，對電池電壓進行檢測，當電池電壓正常時，5腳電平高於6腳，7腳輸出高電平，三極體T5導通，則與集電極相連的黃色指示燈L3亮，表明電池電壓充足；當電池電壓低於某一值時，即5腳低於6腳時，其輸出端7腳產生一個低電平信號，此時三極體T5截止，接在集電極上的黃色指示燈不亮，說明電池電壓過低，需更換；依此判斷電池是否有電，避免電壓不足所引起的誤差。
電路中，電位器W2用於設定小信號切除值，電位器W4用於設定語音報警的最低值。整個電路採用4節乾電池，即6V供電。
本實用新型在使用時，可由兩人分別持主、副檢測棒搭接入三相高壓電的兩相，然後再交換測量其他兩相，即可作出判斷。
權利要求1.一種數字顯示核相儀，包括主、副兩根檢測棒和檢測電路，檢測電路中包括取樣電路、整流電路、數字顯示電路，其特徵在於檢測電路中還包括輸入電路、過濾比較電路和小信號切除電路，輸入電路的輸入端與整流電路的輸出端相連，輸入電路的輸出端與數字顯示電路的輸入端相連，過濾比較電路的輸入端與輸入電路的輸出端相連，小信號切除電路的一端接入輸入電路，另一端與過濾比較電路的輸出端相連。
2.如權利要求1所述的數字顯示核相儀，其特徵在於所述的檢測電路還包括燈光指示電路，燈光指示電路的輸入端與過濾比較電路的輸出端相連。
3.如權利要求1或2所述的數字顯示核相儀，其特徵在於所述的檢測電路還包括語音比較電路和語音電路，語音比較電路的輸入端與輸入電路的輸出端相連，語音電路的輸入端與語音比較電路的輸出端相連。
4.如權利要求3所述的數字顯示核相儀，其特徵在於它還包括顯示盒，檢測電路中的取樣電路設置在主、副兩根檢測棒棒本體的中空孔內，檢測電路中的其它電路均設置在顯示盒內。
5.如權利要求4所述的數字顯示核相儀，其特徵在於所述的輸入電路由電阻R5、R6、R7與電位器W1構成，R6、R7與W1依次串聯，R5與R7、W1並聯。
6.如權利要求5所述的數字顯示核相儀，其特徵在於所述的小信號切除電路由三極體T1和電阻R24構成，電阻R24一端與過濾比較電路的輸出端相連，另一端與T1的基極相連，T1發射極接地，集電極與輸入電路中電阻R7和電位器W1的公共端相連。
專利摘要本實用新型公開了一種數字顯示核相儀，包括主、副兩根檢測棒和檢測電路，檢測電路中包括取樣電路、整流電路、數字顯示電路，檢測電路中還包括輸入電路、過濾比較電路和小信號切除電路，輸入電路的輸入端與整流電路的輸出端相連，輸入電路的輸出端與數字顯示電路的輸入端相連，過濾比較電路的輸入端與輸入電路的輸出端相連，小信號切除電路的一端接入輸入電路，另一端與過濾比較電路的輸出端相連。這種核相儀，利用比較器和小信號切除電路去除了影響檢測結果的幹擾信號，從而可保證整個儀器在使用時沒有任何線與地相連，最大限度地保證了使用安全，而且由數字顯示線電壓，直觀方便。
文檔編號G01R29/00GK2676212SQ0324626
公開日2005年2月2日 申請日期2003年7月30日 優先權日2003年7月30日
發明者劉源 申請人:劉源