高壓電容電橋全自動平衡裝置的製作方法
2023-05-14 01:25:21 1
專利名稱：高壓電容電橋全自動平衡裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種高壓電容電橋全自動平衡裝置。
背景技術：
針對高壓電容電橋全的平衡裝置，從六十年代我國自主研發的第一代高壓電容電橋到近幾年來，一直是以手動測量為主。國外近幾年來，陸續開始發展自動化的高壓電容電橋，對此，目前國內也在進行積極的研製。
發明內容本實用新型的目的是提出ー種高壓電容電橋全自動平衡裝置，具體技術方案是ー種高壓電容電橋全自動平衡裝置，在一金屬箱體內，由平衡裝置及比例単元、放電保護管、主電源入口及保險絲、工作電源單元、測量單元、模擬返饋單元和控制單元組成；主運算放大器和弓I線補償放大器及微機處理器在箱體內部金屬屏蔽盒內；電橋エ作電源採用了大功率線性電源，具有較強的抗幹擾能力，安裝在金屬屏蔽盒內；連接標準電容器與被測試品的插座及接地端鈕在儀器背部，外接線採用屏蔽電纜，電橋裝置箱體作為靜電屏蔽以免幹擾。測量數據顯示在面板上的ー塊液晶顯示器上。整個電橋通過面板上的按鍵，來進行人機對話，按鍵開關在液晶顯示器的旁邊。在面板靠下部分，裝有顯示電橋倍率的LED指示，及在使用4T測試方式時，所選用標準電容的規格和USB通訊ロ狀態的指示燈。電橋本體的環形電流比較儀裝在ー個磁屏蔽盒內，它的鐵芯採用超高導磁材料卷繞成環形，為內外磁場有較好的抗幹擾性能，具有很高精度的比差及角差。本實用新型的技術效果高壓電容電橋在測量中，自動測量並反饋，然後自動調整平衡狀態，直到最終平衡。最大限度的減小人為測量誤差，提高測量速度。利用測微差技術和FFT(快速付利葉展開)數字運算技術相互融合。應用方面I.在全自動測量模式下増加了手動控制，更加便於計量部分所要求的高精度測量要求。2.本機提供了一機多功能測量。從原來的純粹測量容性設備，擴展到了電感測量、エ頻高電壓比例測量及角差測量、エ頻高電壓測量。3.測量試驗電壓頻率自動跟蹤，從原來的單ー頻率信號測量，擴展到多頻率測量，最高測量頻率可達到400Hz。4.測量起始靈敏度的提高，目前國際上的同類產品的起始靈敏度為Icn=O. ImA,而本全自動多功能高壓電容電橋的起始靈敏度達到Icn=O. 03mA。從而使整個測量範圍更寬。[0014]技術方面I.整個電橋一旦進入工作狀態後，全自動判別被測信號，當達到起始靈敏度吋，電橋自動進入測量，並時時給出測試結果。2.利用了全自平衡模式來完成高精度的測量。在測量中大大減小了人為誤差，同時提高了測量速度。通過PC機時時記錄數據，並繪製出相應的曲線，更加便於試驗員對測試數據的分析。3.引入無紙化數據記錄，一方面響應國家的環抱、低碳的號召；另一方面保證了百分之百的數據記錄的準確性。エ藝方面I.在電橋的核心部分一『電流比較儀』的製造過程中，增加了一個輔助繞線圈，從 而能大大的提高了整個核心部分的精度。由原來的5X10-5提高到現在的2X10-5。2.利用了 PCB連線技術，替代了原來大量的連接線。保證了每臺設備的關鍵連線統ー性，從而保證測量的準確度和一致性。結構方面I.在電橋的面板上増加了ー組平衡指示燈，使試驗員能時時了解整個設備的工作狀態。提高了整個面板的人性化。2.標準化的機箱設計，更加便幹與其他測試設備一起上標準機架使用。
圖I是本實用新型結構示意圖。符號說明I:平衡裝置及比例単元；2:放電保護管；3:主電源入口及保險絲；4:工作電源單元；5 :測量單元；6 :模擬返饋單元；7 :控制單元。圖2是本實用新型的自動調整平衡狀態示意圖。
具體實施方式
如圖I所示，ー種高壓電容電橋全自動平衡裝置，在一金屬箱體內，由平衡裝置及比例単元、放電保護管、主電源人□及保險絲、工作電源單元、測量單元、模擬返饋單元和控制單元組成；主運算放大器和弓I線補償放大器及微機處理器在箱體內部金屬屏蔽盒內；電橋エ作電源採用了大功率線性電源，具有較強的抗幹擾能力，安裝在金屬屏蔽盒內；連接標準電容器與被測試品的插座及接地端鈕在儀器背部，外接線採用屏蔽電纜，電橋裝置箱體作為靜電屏蔽以免幹擾。測量數據顯示在面板上的ー塊液晶顯示器上。整個電橋通過面板上的按鍵，來進行人機對話，按鍵開關在液晶顯示器的旁邊。在面板靠下部分，裝有顯示電橋倍率的LED指示，及在使用4T測試方式時，所選用標準電容的規格和USB通訊ロ狀態的指示燈。電橋本體的環形電流比較儀裝在ー個磁屏蔽盒內，它的鐵芯採用超高導磁材料卷繞成環形，為內外磁場有較好的抗幹擾性能，具有很高精度的比差及角差。工作流程是CXCN信號進入平衡裝置及比例単元，通過測量単元進行測量計算，測量完成後進行模擬並返饋回平衡比例単元，如平衡進入控制單元並通過顯示單元顯示出最終測量結果，如不平衡重複以上步驟，工作電源單元提供各単元的工作電源。如圖2說明I.預置電橋所有盤位2.測量靈敏度線圈出來的信號並計算，計算公式為
NxmCx-Ns9Cw=N,m(A+M3.根據計算結果進行置盤 4.増加靈敏度信號，並測量5.根據測得的信號，再次計算，計算出平衡點.並再次調節盤位到計算值.並返回上ー級 6.直到最後完全平衡 附圖2及計算公式的英文字母註解Nx :被測端線圈的匝數CzG.,:電容JVs :標準線圈的匝數Ni :檢測繞組線圈的匝數A :插量實數部分B :插量虛數部分電容及損耗角正切值tg S的三端測量①在標準電容側的最大電流不得超過10mA，在試驗時應引起注意。為了獲得最大的解析度，Ics不應小於0. 03mA。②用專用測量電纜線將標準電容接到電橋背面C s插座，被測試品接到CxI (被測電流插孔)插座。CxI插座被測電流插孔 C s插座標準電容器的低壓信號輸入端③打開電源開關，儀器通過自檢後，將測試選項，選擇到「電容測試」界面。④在試驗電壓低於500V (Cs=IOOPf)時，電橋將處於等待狀態。⑤在施加電壓過程中，電橋同樣回處於等待狀態，直到試驗電壓穩定在某ー個電壓後，電橋才會開始自動測量。⑥為了使平衡過程快速，可以在先加低一點的試驗電壓，使電橋先利用電橋的高
靈敏度而進行初歩平衡，通過公式欠成1尋找出一接近平衡的數
值，以避免施加試驗電壓後由於極大不平衡而造成的困難。當Ins達到ImA時即當Cs =IOOpF試驗電壓應為30kV時，本電橋解析度無論是電容比值或tg S均能達到lxl0_6.⑦在平衡過程中，顯示屏幕的左上角將顯示平衡時靈敏度開關所在的位置，同時『平衡狀態指示燈』將顯示各檔靈敏度時的平衡狀態，類似指另儀的指針。電橋內部是根據下邊的步驟進行調節Cx/Cs (電容比)和介損盤的數據，最總使電橋平衡(a)首先選擇合適的『被測電容的倍率開關K』的位置，並在面板上顯示。[0056](b)然後自動再調節比例和介損盤，使『平衡狀態.指示燈』指示到最小。(C)當『平衡狀態指示燈』在某靈敏度檔位上指示最小後，再自動增加靈敏度，並再次去平衡比例和介損盤。在平衡一次後，電橋都會發出一聲鳴叫。(d)最後靈 敏度位置顯示在『6』或『7』時，『平衡狀態指示燈』指示最小的時候，這時就可以通過顯示窗讀取數據。如需要精密測量時，可以通過一段時間的等待，讓電橋進行精密平衡狀態，但是這可能需要時間。本實用新型的高壓電容電橋在測量中，自動測量並反饋，然後自動調整平衡狀態，直到最終平衡。
權利要求1. ー種高壓電容電橋全自動平衡裝置，在一金屬箱體內，由平衡裝置及比例単元、放電保護管、主電源入口及保險絲、工作電源單元、測量單元、模擬返饋單元和控制單元組成；其特徵在於，主運算放大器和引線補償放大器及微機處理器在箱體內部金屬屏蔽盒內；電橋工作電源採用了大功率線性電源，安裝在金屬屏蔽盒內；連接標準電容器與被測試品的插座及接地端鈕在儀器背部，外接線採用屏蔽電纜，電橋裝置箱體作為靜電屏蔽以免幹擾。
專利摘要本實用新型涉及一種高壓電容電橋全自動平衡裝置。在一金屬箱體內，由平衡裝置及比例單元、放電保護管、主電源入口及保險絲、工作電源單元、測量單元、模擬返饋單元和控制單元組成；主運算放大器和引線補償放大器及微機處理器在箱體內部金屬屏蔽盒內；電橋工作電源採用了大功率線性電源，具有較強的抗幹擾能力，安裝在金屬屏蔽盒內；連接標準電容器與被測試品的插座及接地端鈕在儀器背部，外接線採用屏蔽電纜，電橋裝置箱體作為靜電屏蔽以免幹擾。本實用新型的高壓電容電橋在測量中，自動測量並反饋，然後自動調整平衡狀態，直到最終平衡。
文檔編號G01R19/00GK202533512SQ20122013645
公開日2012年11月14日 申請日期2012年3月31日 優先權日2012年3月31日
發明者代立麗 申請人:上海熙凌電器有限公司