交流阻抗測試儀檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種交流阻抗測試儀檢測裝置，包括顯示控制器、程控電源以及標準表，所述的顯示控制器，與所述的程控電源相連接；所述的程控電源，分別與所述的標準表、被測的交流阻抗測試儀相連接；所述的標準表，與所述的顯示控制器相連接；所述的顯示控制器，還用于接收所述交流阻抗測試儀根據(jù)所述的第一電壓信號、第一電流信號返回的第二電壓信號、第二電流信號，根據(jù)所述的第二電壓信號、第二電流信號以及所述的測量結(jié)果輸出所述交流阻抗測試儀的檢測結(jié)果。實現(xiàn)了對交流阻抗測試儀的交流阻抗、功率、頻率等測量功能進行高準確度的同步檢測，為交流阻抗測試儀的高準確度檢測工作提供了條件和保障。
【專利說明】交流阻抗測試儀檢測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于電力電子設(shè)備的檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是關(guān)于電力電子設(shè)備中的交流阻抗測試儀的檢測技術(shù)，具體的講是一種交流阻抗測試儀檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力工業(yè)的飛速發(fā)展和用電量的急劇上升，對發(fā)電機提出了更多的考驗。發(fā)電機的轉(zhuǎn)子在運行中由于受機械力、溫度、油污等因素的影響，再加上制造工藝、絕緣材料存在的問題，很容易發(fā)生轉(zhuǎn)子匝間短路故障。轉(zhuǎn)子繞組出現(xiàn)的問題主要有接地、開路和匝間短路等故障，其中轉(zhuǎn)子繞組的匝間短路故障占有非常大比例。轉(zhuǎn)子匝間短路故障如果發(fā)展成嚴重的匝間短路后，會使勵磁電流增大，線棒過熱而導致變形，限制發(fā)電機無功功率，電壓波形畸變，有時還會增加機組的振動幅值，甚至被迫停機；故障的進一步發(fā)展會造成短路點局部過熱，就會使絕緣燒壞接地、護環(huán)燒壞、大軸磁化，甚至造成轉(zhuǎn)子燒損事故。電力系統(tǒng)中發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生匝間短路所占的比重較大，匝間短路嚴重時，轉(zhuǎn)子電流增大，影響機組出力，短路點處會產(chǎn)生局部高溫，轉(zhuǎn)子電流增大，繞組溫度增高，限制發(fā)電機的無功出力，極大影響了電能質(zhì)量，燒壞絕緣和導體，甚至發(fā)展為接地故障或因磁場拉力不均而強烈震蕩，影響發(fā)電機正常運行，因此對發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組進行檢測就十分重要。
[0003]發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組是否存在匝間短路的檢測方法通常是對發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組的交流阻抗和功率損耗常進行測量。由于當發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組中發(fā)生匝間短路時，交流阻抗大大下降，功率損耗卻明顯增加，因此對發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組交流阻抗和功率損耗的測量是判斷轉(zhuǎn)子繞組是否存在匝間短路的比較簡便、靈敏的方法。測量發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組的交流阻抗和功率損耗已列入電力行業(yè)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》。
[0004]交流阻抗測試儀，是用于測量和分析發(fā)電機及調(diào)相機轉(zhuǎn)子繞組交流阻抗的綜合測量儀器，通過專門設(shè)計的測量電路可實現(xiàn)對有轉(zhuǎn)子繞組的交流阻抗、功率、頻率等參數(shù)的自動測量。在交流阻抗測試儀器的校準、檢定與檢測工作中，對過渡過程(包括過渡電阻和過渡時間)測量功能的檢測是最重要的檢測項目。近年來隨著科學技術(shù)的發(fā)展，市場上出現(xiàn)的一體化的發(fā)電機轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀，給廣大電氣試驗人員提供了一種輕便、快捷、簡單的測試儀器，并已得到廣泛應(yīng)用。但是對于這些一體化發(fā)電機轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀，市場上還沒有專門針對它們的校驗檢測裝置，在它們的使用過程中它們自身的準確度得不到有效保證。因此在大規(guī)模開展交流阻抗測量的同時，交流阻抗測試儀器的校驗及規(guī)范使用也顯得日益重要。
[0005]目前，國內(nèi)外少數(shù)交流阻抗測驗儀生產(chǎn)廠家針對自身產(chǎn)品特點，使用較簡單的方法進行出廠校驗。采取校準的方法為標準源法，該方法有諸多不足，主要在于無法有效地對測試儀器整個量程范圍內(nèi)的工作狀況進行完善的檢測與校準工作。此外，由于測試使用的測試儀校準系統(tǒng)與真實電機轉(zhuǎn)子繞組工作狀況有差異，無法真實的模擬電機轉(zhuǎn)子繞組實際工作狀況。再者重新接線等操作增加了人為誤操作的幾率，不利于準確高效的完成校驗、檢測工作。[0006]綜上所述，目前傳統(tǒng)的標準裝置在校準方式上存在不足，準確度也不能滿足要求。交流阻抗測試儀作為工作計量器具，由于針對性較強，應(yīng)用場合特殊，目前尚無普遍性計量校準儀器對其計量性能進行準確有效的評估，且不同廠家的相關(guān)測試儀器質(zhì)量參差不齊，缺少專用的標準裝置，開展對該類測試儀校準、檢定與檢測工作。因此，如何規(guī)范及校驗檢測交流阻抗測量儀器成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，提出了一種交流阻抗測試儀檢測裝置，能夠快速準確的對交流阻抗測試儀進行校準檢測，滿足校準檢測的需要，可以對交流阻抗測試儀的交流阻抗、功率、頻率等測量功能進行高準確度的同步檢測，為交流阻抗測試儀的高準確度檢測工作提供了條件和保障。
[0008]本發(fā)明的目的是，提供了一種交流阻抗測試儀檢測裝置，所述交流阻抗測試儀檢測裝置與被測的交流阻抗測試儀相連接，具體包括顯示控制器、程控電源以及標準表，所述的顯示控制器，與所述的程控電源相連接，用于向所述的程控電源發(fā)送輸出指令；所述的程控電源，分別與所述的標準表、被測的交流阻抗測試儀相連接，用于根據(jù)所述的輸出指令生成第一電壓信號、第一電流信號，并將所述的第一電壓信號、第一電流信號發(fā)送至所述的標準表以及被測的交流阻抗測試儀；所述的標準表，與所述的顯示控制器相連接，用于對所述的第一電壓信號、第一電流信號進行測量，并將測量結(jié)果發(fā)送至所述的顯示控制器；所述的顯示控制器，還用于接收所述交流阻抗測試儀根據(jù)所述的第一電壓信號、第一電流信號返回的第二電壓信號、第二電流信號，根據(jù)所述的第二電壓信號、第二電流信號以及所述的測量結(jié)果輸出所述交流阻抗測試儀的檢測結(jié)果。
[0009]優(yōu)選的，所述的標準表具體包括:電壓采樣模塊，用于對所述的第一電壓信號進行采樣，得到電壓采樣信號；電流采樣模塊，用于對所述的第一電流信號進行采樣，得到電流采樣信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述的電壓采樣模塊、電流采樣模塊相連接，用于對所述的電壓采樣信號、電流采樣信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；信號取樣調(diào)理器，與所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接，用于對模數(shù)轉(zhuǎn)換后的電壓采樣信號、電流采樣信號進行快速傅立葉FFT變換，得到所述第一電壓信號、第一電流信號對應(yīng)的測量結(jié)果。
[0010]優(yōu)選的，所述的程控電源具體包括:波形生成模塊，用于根據(jù)所述的輸出指令生成第一電壓信號、第一電流信號；幅度調(diào)節(jié)模塊，與所述的波形生成模塊相連接，用于對所述的第一電壓信號、第一電流信號進行幅度調(diào)節(jié)；頻率調(diào)節(jié)模塊，與所述的幅度調(diào)節(jié)模塊相連接，用于將幅度調(diào)節(jié)后的第一電壓信號、第一電流信號進行頻率調(diào)節(jié)；相位調(diào)節(jié)模塊，與所述的頻率調(diào)節(jié)模塊相連接，用于將頻率調(diào)節(jié)后的第一電壓信號、第一電流信號進行相位調(diào)節(jié)；功率放大模塊，與所述的相位調(diào)節(jié)模塊相連接，用于將相位調(diào)節(jié)后的第一電壓信號、第一電流信號進行功率放大；輸出變換器，與所述的功率放大模塊相連接，用于將功率放大后的第一電壓信號、第一電流信號發(fā)送至所述的標準表以及被測的交流阻抗測試儀。
[0011]優(yōu)選的，所述的波形生成模塊包括:波形分解與量化單元，用于將預(yù)設(shè)定的波形進行分解與量化，得到幅度數(shù)據(jù)以及數(shù)字信息；波形計數(shù)器，與讀寫控制器相連接，用于根據(jù)脈沖信號進行計數(shù)；所述的讀寫控制器，分別與所述的波形分解與量化單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連接，用于在所述波形計數(shù)器的作用下從所述的波形數(shù)據(jù)存儲器中依次提取所述的幅度數(shù)據(jù)，并將提取的幅度數(shù)據(jù)依次發(fā)送至所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器；所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，與所述的濾波放大器相連接，用于將所述的幅度數(shù)據(jù)進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，得到第一電流信號；濾波放大器，與所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連接，用于將所述的第一電流信號進行濾波放大；電流電壓變換器，與所述的濾波放大器相連接，用于將濾波放大處理后的第一電流信號變換為第一電壓信號。
[0012]優(yōu)選的，所述的顯示控制器具體包括:采集模塊，與ARM芯片相連接，用于采集用戶輸入的參數(shù)；所述的ARM芯片，用于根據(jù)所述的參數(shù)向所述的程控電源發(fā)送輸出指令，接收所述交流阻抗測試儀根據(jù)所述的第一電壓信號、第一電流信號返回的第二電壓信號、第二電流信號，接收所述標準表發(fā)送的測量結(jié)果；存儲器，與所述的ARM芯片相連接，用于存儲所述的參數(shù)、輸出指令、第二電壓信號、第二電流信號以及測量結(jié)果；所述的ARM芯片，還用于根據(jù)所述的第二電壓信號、第二電流信號以及所述的測量結(jié)果輸出所述交流阻抗測試儀的檢測結(jié)果。
[0013]優(yōu)選的，所述的采集模塊為鍵盤或觸摸屏。
[0014]優(yōu)選的，所述的顯示控制器還包括與所述的ARM芯片相連接的顯示器，用于顯示所述交流阻抗測試儀的檢測結(jié)果。
[0015]優(yōu)選的，所述的顯示控制器還包括與所述的ARM芯片相連接的打印機，用于打印所述的檢測結(jié)果。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于，提出的一種交流阻抗測試儀檢測裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中對交流阻抗測試儀檢測時，缺乏專用校準器具對其進行校驗的問題，可以對交流阻抗測試儀的交流阻抗、功率、頻率等測量功能進行高準確度的同步檢測，為交流阻抗測試儀的高準確度檢測工作提供了條件和保障，為現(xiàn)場測試試驗數(shù)據(jù)的準確性提供了可靠依據(jù)。
[0017]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種交流阻抗測試儀檢測裝置與交流阻抗測試儀的連接示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明實施例提供的一種交流阻抗測試儀檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明實施例提供的一種交流阻抗測試儀檢測裝置中標準表300的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明實施例的標準表300中電壓采樣模塊301的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5為本發(fā)明實施例的標準表300中電流采樣模塊302的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6為本發(fā)明實施例的標準表300中模數(shù)轉(zhuǎn)換器303的芯片示意圖；
[0025]圖7為本發(fā)明實施例的標準表300中信號取樣調(diào)理器304的芯片示意圖；
[0026]圖8為本發(fā)明實施例提供的一種交流阻抗測試儀檢測裝置中程控電源的結(jié)構(gòu)示意圖；[0027]圖9為本發(fā)明實施例的程控電源200中波形生成模塊201的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖10為本發(fā)明實施例中預(yù)設(shè)定的正弦波的波形示意圖；
[0029]圖11為本發(fā)明實施例的波形生成模塊201中數(shù)模轉(zhuǎn)換器2014的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖12為本發(fā)明實施例的程控電源200中幅度調(diào)節(jié)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖13為本發(fā)明實施例的程控電源200中頻率調(diào)節(jié)模塊的原理圖；
[0032]圖14為本發(fā)明實施例提供的一種交流阻抗測試儀檢測裝置中顯示控制器的實施方式一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖15為本發(fā)明實施例提供的一種交流阻抗測試儀檢測裝置中顯示控制器的實施方式二的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0034]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0035]本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中對交流阻抗測試儀檢測時，缺乏專用校準器具對其進行校驗的問題，從交流阻抗測試儀的原理出發(fā)，研制了基于高精度的交流阻抗測試儀檢測裝置，且該裝置應(yīng)完全滿足校準檢測的需要，能對目前國內(nèi)大部分交流阻抗測試儀進行檢驗。
[0036]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種交流阻抗測試儀檢測裝置與交流阻抗測試儀的連接示意圖，由圖1可知交流阻抗測試儀校驗裝置的基本檢測接線原理。交流阻抗測試儀檢測裝置的電流輸出端接至被檢儀器交流阻抗測試儀的電流輸出端，交流阻抗測試儀檢測裝置的電壓輸出端接至被檢儀器交流阻抗測試儀的電壓輸入端，被檢儀器交流阻抗測試儀的調(diào)壓器輸入端之間采用大電流線進行短接。
[0037]本發(fā)明的交流阻抗測試儀檢測裝置對被檢儀器的檢定采用比較法，又叫標準表法，交流阻抗測試儀檢測裝置內(nèi)置標準測量表，用來測量輸出電壓、電流、功率等參數(shù)與被檢儀器測量的參數(shù)進行比較，檢測時調(diào)節(jié)檢測裝置的電壓、電流、相位等參數(shù)并將被檢儀器相應(yīng)測量參數(shù)通過面板上的數(shù)組鍵盤輸入到校驗裝置內(nèi)，以計算相對誤差，校驗裝置最后生成校驗報告。本校驗裝置采用的是虛擬負載法，校驗裝置的試驗電壓、試驗電流分別獨立輸出，它們之間的相位差可調(diào)，以模擬各種負載狀況。交流阻抗測試儀檢測裝置采用的是虛擬負載法，校驗裝置的試驗電壓、試驗電流分別獨立輸出，它們之間的相位差可調(diào)，以模擬各種負載狀況。
[0038]圖2為本發(fā)明實施例提供的一種交流阻抗測試儀檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖2可知，所述交流阻抗測試儀檢測裝置具體包括:顯示控制器100、程控電源200以及標準表300，內(nèi)部各模塊間采用串口方式通信，由顯示控制器100統(tǒng)一控制各模塊的工作，這樣既加強了整體可靠性，又提高了裝置的可擴充性。
[0039]所述的顯示控制器100，與所述的程控電源200相連接，用于向所述的程控電源發(fā)送輸出指令，輸出指令用于指示程控電源產(chǎn)生試驗電壓、電流信號，該信號波形失真小，幅值、頻率、相位可調(diào)，并具有一定的輸出功率，穩(wěn)定好，保護完善。測試前，可先根據(jù)預(yù)測試的交流阻抗測試儀設(shè)定相應(yīng)的電壓、電流參數(shù)，電壓、電流參數(shù)可由人工通過顯示控制器的采集模塊輸入，然后顯示控制器據(jù)此生成輸出指令。
[0040]所述的程控電源200，分別與所述的標準表300、被測的交流阻抗測試儀相連接，用于根據(jù)所述的輸出指令生成第一電壓信號、第一電流信號，并將所述的第一電壓信號、第一電流信號發(fā)送至所述的標準表以及被測的交流阻抗測試儀。
[0041]所述的標準表300，與所述的顯示控制器100相連接，用于對所述的第一電壓信號、第一電流信號進行測量，并將測量結(jié)果發(fā)送至所述的顯示控制器。即對各電參量進行準確測量，并滿足相應(yīng)的準確度要求。
[0042]所述的顯示控制器100，還用于接收所述交流阻抗測試儀根據(jù)所述的第一電壓信號、第一電流信號返回的第二電壓信號、第二電流信號，根據(jù)所述的第二電壓信號、第二電流信號以及所述的測量結(jié)果輸出所述交流阻抗測試儀的檢測結(jié)果。
[0043]也即程控電源輸出被檢儀器和標準表所需的電壓和電流信號，然后顯示控制器讀取標準表的測試數(shù)據(jù)及記錄被檢儀器輸出的數(shù)據(jù)后計算出誤差，并顯示檢測結(jié)果。
[0044]交流阻抗測試儀檢測裝置工作原理是:在計算機或者鍵盤的控制下，程控電源輸出被檢儀器和標準表所需的電壓和電流信號，然后顯示控制器讀取標準表數(shù)據(jù)及記錄被檢儀器數(shù)據(jù)后計算出誤差，在本機顯示或送至計算機顯示并處理。
[0045]圖3為本發(fā)明實施例提供的一種交流阻抗測試儀檢測裝置中標準表的結(jié)構(gòu)示意圖，標準表300的準確度直接影響檢測裝置的準確度，因此本發(fā)明采用了 24位A/D轉(zhuǎn)換器和帶有32位浮點運算單元的信號取樣調(diào)理器。同時采用浮地措施，使整個測量電路處于浮地狀態(tài)，這樣使得整個電路工作穩(wěn)定、準確度高。由圖3可知，具體包括:
[0046]電壓采樣模塊301，用于對所述的第一電壓信號進行采樣，得到電壓采樣信號。在具體的實施方式中，電壓采樣模塊可采用圖4所示的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。具體的，如圖4所示，采用反相比例運算放大電路進行 處理。電壓源輸出電壓Uai通過R4、R25、R7、RIO、R18、0P97進行比例衰減，換擋功能是通過控制SWll對R7、RIO、R18三個電阻進行選擇，R7、RIO、R18這三個電阻決定了這個反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)，從而改變反相比例運算放大電路的輸入輸出關(guān)系。0P97是低功耗的工業(yè)級精密放大器，它非常適合用在精密積分器和采樣保持電路中，把0P97的輸出電壓記為Uao,，則有
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[0047]/,<?")，=--- Lcil

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[0048]后面一級的Rll、R12、AD706是對/[目號進行緩沖調(diào)理，這是一同相運算放大電路。AD706是一種更低功耗更低噪聲的雙通道雙極性運算放大器，該期間實行內(nèi)部補償，提供單位增益。Rll和R12阻值相同，其運算關(guān)系為:
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[0049]Uau 二 In———Uao

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[0050]其輸出信號Uao送入A/D轉(zhuǎn)換器，以充分滿足A/D采樣的輸入電平要求。
[0051]電壓通道采用電阻分壓取 樣電路，采用可變增益放大器實現(xiàn)內(nèi)部電壓檔位變換，以充分滿足A/D采樣的輸入電平要求。
[0052]電流通道采用帶自動補償?shù)木茈娏骰ジ衅魅?，然后采用與電壓調(diào)理電路類似的變換電路。[0053]為解決輸入高電壓信號與儀表內(nèi)部電路的絕緣問題，采用前級隔離浮地設(shè)計。采用此措施后，提高了 A/D采樣信號對前級輸入雜波干擾抑制能力，有效地提高了測量穩(wěn)定度。
[0054]電流采樣模塊302，用于對所述的第一電流信號進行采樣，得到電流采樣信號。在具體的實施方式中，電流采樣模塊可采用圖5所示的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。具體的，如圖5所示，采用反相比例運算放大電路進行處理。大電流信號通過100A、50mA的電流互感器進行采樣，然后經(jīng)R3、R5進行分壓，電流信號變成電壓信號后送入0P97反相比例放大。這個電路中有兩處換擋設(shè)置，分別為SW3和SW4，經(jīng)不同的搭配可以有4種檔位選擇。
[0055]模數(shù)轉(zhuǎn)換器303，與所述的電壓采樣模塊、電流采樣模塊相連接，用于對所述的電壓采樣信號、電流采樣信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。圖6為標準表300中模數(shù)轉(zhuǎn)換器303的芯片示意圖，由圖6可知，模數(shù)轉(zhuǎn)換器在具體的實施方式中看選用美國德州儀器TI針對計量與智能電網(wǎng)應(yīng)用推出的MSP430AFE2XX系列計量模擬前端(AFE)超低功耗16位微控制器。MSP430AFE系列是TI領(lǐng)先的嵌入式處理產(chǎn)品系列的一部分，可提多種通信接口支持的可編程單相位計量器件。該系列微控制器支持電表、家庭自動化、輔助計量以及節(jié)能系統(tǒng)等計量應(yīng)用的系統(tǒng)分區(qū)，可實現(xiàn)獨立的高度靈活、高質(zhì)量測量。MSP430AFE系列建立在16位RISC架構(gòu)基礎(chǔ)之上，支持12MHz系統(tǒng)頻率，系統(tǒng)速度是同類競爭器件的3倍，從而可提高其性能。3個支持防篡改功能的獨立24位Σ-Λ轉(zhuǎn)換器可幫助該系列微控制器在2400:1的寬泛動態(tài)下實現(xiàn)不足0.1%的能源精度誤差。
[0056]信號取樣調(diào)理器304，與所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接，用于對模數(shù)轉(zhuǎn)換后的電壓采樣信號、電流采樣信號進行快速傅立葉FFT變換，得到所述第一電壓信號、第一電流信號對應(yīng)的測量結(jié)果。圖7為本發(fā) 明實施例的標準表300中信號取樣調(diào)理器304的芯片示意圖，由圖7可知，在具體的實施方式中，信號取樣調(diào)理器CPU選用的是意法半導體ST生產(chǎn)的Cortex-M4帶浮點運算單元的STM32F4XX CPU。ST (意法半導體)推出了以基于ARM?Cortex?-M4為內(nèi)核的STM32F4系列高性能微控制器，其采用了 90納米的NVM工藝和ART(自適應(yīng)實時存儲器加速器，Adaptive Real-Time Memory Accelerator?)。ART技術(shù)使得程序零等待執(zhí)行，提升了程序執(zhí)行的效率，將CorteXt-M4的性能發(fā)揮到了極致，使得STM32F4系列可達到210DMIPS@168MHz。自適應(yīng)實時加速器能夠完全釋放Cortex_M4內(nèi)核的性能；當CPU工作于所有允許的頻率168MHz)時，在閃存中運行的程序，可以達到相當于零等待周期的性能。STM32F4系列微控制器集成了單周期DSP指令和FPU(floating point unit,浮點單元)，提升了計算能力，可以進行復雜的計算和控制。STM32F4系列引腳和軟件兼容于當前的STM32F2系列產(chǎn)品。
[0057]經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器得到數(shù)字信號后，就可以進行FFT變換了。如果對被測量信號采樣了 N個點數(shù)據(jù)，經(jīng)過FFT之后，就可以得到N個點的FFT結(jié)果。為了方便進行FFT運算，通常N取2的整數(shù)次方。
[0058]假設(shè)采樣頻率為fs，信號頻率f，采樣點數(shù)為N。那么經(jīng)過FFT之后，時域信號就變換成頻域信號，可得到基于基波的O~N倍頻的復數(shù)信號。每一個復數(shù)信號就對應(yīng)著一個頻率點，這個點的模值，就是該頻率值下的幅值。而每個點的相位呢，就是在該頻率下的信
號的相位。例如某點η所表示的頻率為:/?=(?-1)#,由上面的公式可以看出，fn所能分

N辨到頻率力I如果采樣頻率仁為1024Hz，采樣點數(shù)為1024點，則可以分辨到1Hz。
[0059]1024Hz的采樣率采樣1024點，剛好是I秒，也就是說，采樣I秒時間的信號并做FFT，則結(jié)果可以分析到1Hz，如果采樣2秒時間的信號并做FFT，則結(jié)果可以分析到0.5Hz。如果要提高頻率分辨力，則必須增加采樣點數(shù)，也即采樣時間。頻率分辨率和采樣時間是倒
數(shù)關(guān)系。
[0060]假設(shè)FFT之后某點η用復數(shù)a+jb表示，那么這個復數(shù)的模就是
[0061]
【權(quán)利要求】
1.一種交流阻抗測試儀檢測裝置，其特征是，所述交流阻抗測試儀檢測裝置與被測的交流阻抗測試儀相連接，具體包括顯示控制器、程控電源以及標準表， 所述的顯示控制器，與所述的程控電源相連接，用于向所述的程控電源發(fā)送輸出指令； 所述的程控電源，分別與所述的標準表、被測的交流阻抗測試儀相連接，用于根據(jù)所述的輸出指令生成第一電壓信號、第一電流信號，并將所述的第一電壓信號、第一電流信號發(fā)送至所述的標準表以及被測的交流阻抗測試儀； 所述的標準表，與所述的顯示控制器相連接，用于對所述的第一電壓信號、第一電流信號進行測量，并將測量結(jié)果發(fā)送至所述的顯示控制器； 所述的顯示控制器，還用于接收所述交流阻抗測試儀根據(jù)所述的第一電壓信號、第一電流信號返回的第二電壓信號、第二電流信號，根據(jù)所述的第二電壓信號、第二電流信號以及所述的測量結(jié)果輸出所述交流阻抗測試儀的檢測結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流阻抗測試儀檢測裝置，其特征是，所述的標準表具體包括: 電壓采樣模塊，用于對所述的第一電壓信號進行采樣，得到電壓采樣信號； 電流采樣模塊，用于對所述的第一電流信號進行采樣，得到電流采樣信號； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述的電壓采樣模塊、電流采樣模塊相連接，用于對所述的電壓采樣信號、電流采樣信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換； 信號取樣調(diào)理器，與所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接，用于對模數(shù)轉(zhuǎn)換后的電壓采樣信號、電流采樣信號進行快速傅立葉FFT變換，得到所述第一電壓信號、第一電流信號對應(yīng)的測量結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的交流阻抗測試儀檢測裝置，其特征是，所述的程控電源具體包括: 波形生成模塊，用于根據(jù)所述的輸出指令生成第一電壓信號、第一電流信號； 幅度調(diào)節(jié)模塊，與所述的波形生成模塊相連接，用于對所述的第一電壓信號、第一電流信號進行幅度調(diào)節(jié)； 頻率調(diào)節(jié)模塊，與所述的幅度調(diào)節(jié)模塊相連接，用于將幅度調(diào)節(jié)后的第一電壓信號、第一電流信號進行頻率調(diào)節(jié)； 相位調(diào)節(jié)模塊，與所述的頻率調(diào)節(jié)模塊相連接，用于將頻率調(diào)節(jié)后的第一電壓信號、第一電流信號進行相位調(diào)節(jié)； 功率放大模塊，與所述的相位調(diào)節(jié)模塊相連接，用于將相位調(diào)節(jié)后的第一電壓信號、第一電流信號進行功率放大； 輸出變換器，與所述的功率放大模塊相連接，用于將功率放大后的第一電壓信號、第一電流信號發(fā)送至所述的標準表以及被測的交流阻抗測試儀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交流阻抗測試儀檢測裝置，其特征是，所述的波形生成模塊包括: 波形分解與量化單元，用于將預(yù)設(shè)定的波形進行分解與量化，得到幅度數(shù)據(jù)以及數(shù)字信息； 波形計數(shù)器，與讀寫控制器相連接，用于根據(jù)脈沖信號進行計數(shù)；所述的讀寫控制器，分別與所述的波形分解與量化單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連接，用于在所述波形計數(shù)器的作用下從所述的波形數(shù)據(jù)存儲器中依次提取所述的幅度數(shù)據(jù)，并將提取的幅度數(shù)據(jù)依次發(fā)送至所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器； 所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，與所述的濾波放大器相連接，用于將所述的幅度數(shù)據(jù)進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，得到第一電流信號； 濾波放大器，與所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連接，用于將所述的第一電流信號進行濾波放大； 電流電壓變換器，與所述的濾波放大器相連接，用于將濾波放大處理后的第一電流信號變換為第一電壓信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流阻抗測試儀檢測裝置，其特征是，所述的顯示控制器具體包括: 采集模塊，與ARM芯片相連接，用于采集用戶輸入的參數(shù)； 所述的ARM芯片，用于根據(jù)所述的參數(shù)向所述的程控電源發(fā)送輸出指令，接收所述交流阻抗測試儀根據(jù)所述的第一電壓信號、第一電流信號返回的第二電壓信號、第二電流信號，接收所述標準表發(fā)送的測量結(jié)果； 存儲器，與所述的ARM芯 片相連接，用于存儲所述的參數(shù)、輸出指令、第二電壓信號、第二電流信號以及測量結(jié)果； 所述的ARM芯片，還用于根據(jù)所述的第二電壓信號、第二電流信號以及所述的測量結(jié)果輸出所述交流阻抗測試儀的檢測結(jié)果。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交流阻抗測試儀檢測裝置，其特征是，所述的采集模塊為鍵盤或觸摸屏。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交流阻抗測試儀檢測裝置，其特征是，所述的顯示控制器還包括與所述的ARM芯片相連接的顯示器，用于顯示所述交流阻抗測試儀的檢測結(jié)果。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交流阻抗測試儀檢測裝置，其特征是，所述的顯示控制器還包括與所述的ARM芯片相連接的打印機，用于打印所述的檢測結(jié)果。
【文檔編號】G01R35/00GK103513211SQ201310511569
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】段曉明, 宋雨虹, 劉亮, 張軍, 周瑋, 龍飛, 付濟良 申請人:國家電網(wǎng)公司, 華北電力科學研究院有限責任公司