專利名稱：自動(dòng)抗干擾介質(zhì)損耗測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子測(cè)量設(shè)備，具體為一種自動(dòng)抗干擾介質(zhì)損耗測(cè)量?jī)x器。
目前，社會(huì)上用于對(duì)介質(zhì)損耗的測(cè)量，如電力系統(tǒng)中對(duì)電容型設(shè)備中的電容介質(zhì)損耗的測(cè)量，大都采用西林電橋?qū)﹄娙萜髦械慕^緣介質(zhì)的損耗進(jìn)行測(cè)量，它是采用電橋平衡的方法，將被測(cè)電容和標(biāo)準(zhǔn)無(wú)損電容分別接入電橋的一個(gè)橋臂上，通過(guò)調(diào)節(jié)電橋平衡獲取被測(cè)電容的介質(zhì)損耗值，該方法雖能實(shí)現(xiàn)測(cè)量介質(zhì)損耗的任務(wù)，但測(cè)量精度低，易受雜散電磁場(chǎng)的干擾是其難以克服的缺陷，同時(shí)調(diào)節(jié)電橋平衡采用的是手動(dòng)調(diào)節(jié)的辦法，需反復(fù)手動(dòng)調(diào)節(jié)才能實(shí)現(xiàn)電橋平衡的目的，因此，操作復(fù)雜，精確度受人為因素影響也是其不可克服的缺陷。為了克服上述缺陷，美國(guó)Doble公司生產(chǎn)了一種自動(dòng)絕緣介質(zhì)損耗測(cè)量?jī)x，它的主要技術(shù)方案是利用軟件實(shí)現(xiàn)相位角的測(cè)量，利用變頻電源實(shí)現(xiàn)抗干擾測(cè)量，這種測(cè)量?jī)x與西林電橋相比雖有實(shí)質(zhì)性的技術(shù)進(jìn)步，但其精度仍不夠理想，同時(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作不便、價(jià)格昂貴、不宜普及是其不可克服的缺陷。
本實(shí)用新型的任務(wù)在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高、操作方便、制造成本低、易于普及的新型自動(dòng)抗干擾介質(zhì)損耗測(cè)量?jī)x。
本實(shí)用新型的任務(wù)是采取如下具體方案實(shí)現(xiàn)的附

圖1給出了本實(shí)用新型的方框圖；附圖2給出了本實(shí)用新型附圖1中的輸入電流量程切換和保護(hù)電路(1)和(2)的電路連接結(jié)構(gòu)圖；附圖3給出了本實(shí)用新型附圖1中的電阻衰減網(wǎng)絡(luò)電路(3)和(4)、模擬開(kāi)關(guān)切換網(wǎng)絡(luò)電路(5)、放大器和低通濾波器電路(6)和(7)的電路連接結(jié)構(gòu)圖；附圖4、附圖5和附圖6給出了本實(shí)用新型附圖1中的模擬開(kāi)關(guān)電路S、模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路(8)、整形電路(9)、光通迅接口電路(10)、數(shù)字處理電路(11)的電路連接結(jié)構(gòu)圖。
在附圖1中，(1)和(2)為輸入電流量程切換和保護(hù)電路、(3)和(4)為電阻衰減網(wǎng)絡(luò)電路、(5)為模擬開(kāi)關(guān)切換網(wǎng)絡(luò)電路、(6)和(7)為放大器和低通濾波器電路、S為模擬開(kāi)關(guān)電路、(8)為模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路、(9)為整形電路、(10)為光通訊接口電路、(11)為數(shù)字處理電路、IN為標(biāo)準(zhǔn)電容電流輸入接點(diǎn)、IX為待測(cè)電容電流輸入接點(diǎn)。
在附圖2、3、4、5、6中，DS1和DS2為雙層屏蔽線，D1-D24為硅二極管，IN為標(biāo)準(zhǔn)電容電流輸入接點(diǎn)，IX為待測(cè)電容電流輸入接點(diǎn)，GND為公共地，LED為紅外發(fā)光二極管，RS為紅外接收器，J1-J10為雙刀雙擲繼電器，a和b分別為J1-J10的二組接點(diǎn)，R1-R73為電阻器，U3、U4、U5、U10為模擬開(kāi)關(guān)集成電路，U1、U2、U6、U7和U8、U9為雙運(yùn)算放大器集成電路，U11為高速運(yùn)算放大器集成電路，U12為比較器集成電路，U13為A/D(模數(shù))轉(zhuǎn)換器集成電路，U14為單片計(jì)算機(jī)，U15為只讀存貯器集成電路，U16為隨機(jī)存取存貯器集成電路，U17為鎖存器集成電路U18、U19、U20為鎖存器集成電路，U21為可編程邏輯陣列集成電路，U22、U23為驅(qū)動(dòng)器集成電路，VDD為+5V電源，VEE為-5V電源，V+為+12V～+15V電源，V-為-12V～-15V電源，CR為6～12MHZ的晶體振蕩器，W1、W2為電位器，C1-C7為電容器。
以下將根據(jù)附圖1對(duì)本實(shí)用新型方框圖的連接結(jié)構(gòu)作如下描述根據(jù)附圖1，二個(gè)結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱的輸入電流量程切換和保護(hù)電路(1)和(2)的輸入端分別與標(biāo)準(zhǔn)電容電流輸入接點(diǎn)IN和待測(cè)電容電流輸入接點(diǎn)IX相連接，其輸出端分別與二個(gè)結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱的電阻衰減網(wǎng)絡(luò)電路(3)和(4)的輸入端相連接，電阻衰減網(wǎng)絡(luò)電路(3)和(4)的輸出端分別與模擬開(kāi)關(guān)切換網(wǎng)絡(luò)電路(5)的輸入端相連接，模擬開(kāi)關(guān)切換網(wǎng)絡(luò)電路(5)的輸出端分別與兩個(gè)結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱的放大器和低通濾波器電路(6)和(7)的輸入端相連接，放大器和低通濾波器電路(6)的輸出端與模擬開(kāi)關(guān)電路S的一個(gè)輸入端相連接并同時(shí)與整形電路(9)的輸入端相連接，放大器和低通濾波器電路(7)的輸出端與模擬開(kāi)關(guān)電路S的另一個(gè)輸入端相連接，模擬開(kāi)關(guān)電路S的共公端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路(8)的輸入端相連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路(8)的輸出端與數(shù)字處理電路(11)的總線相連接，整形電路(9)的輸出端與數(shù)字處理電路(11)的一個(gè)輸入端相連接，數(shù)字處理電路(11)的輸出端與光通訊接口電路(10)的輸入端相連接，其輸入端與光通訊接口電路(10)的輸出端相連接。
以下將根據(jù)附圖2對(duì)本實(shí)用新型附圖1中的輸入電流量程切換和保護(hù)電路(1)和(2)的連接結(jié)構(gòu)作如下描述根據(jù)附圖2，雙層屏蔽線DS1和DS2的芯線的一端分別與標(biāo)準(zhǔn)電容電流輸入接點(diǎn)IN和待測(cè)電容電流輸入接點(diǎn)IX相連接，雙層屏蔽線DS1和DS2的外屏蔽層與公共地GND相連接，DS1和DS2的內(nèi)屏蔽層分別與電阻器R2和R3的一端相連接，R2的另一端與二極管D1和D6的正極、D2和D5的負(fù)極相連接，R3的另一端與二極管D3和D8的正極、D4和D7的負(fù)極相連接，二極管D3、D6的負(fù)極和D2、D7的正極與公共地GND相連接，雙層屏蔽線DS1和DS2的芯線的另一端分別與電阻器R1和R4的一端相連接，R1的另一端與二極管D1的負(fù)極、D5的正極、雙刀雙擲繼電器J1-J5的a組接點(diǎn)的公共端、J1的b組接點(diǎn)的常閉接點(diǎn)相連接，R4的另一端與二極管D4的正極、D8的負(fù)極、雙刀雙擲繼電器J6-J10的a組接點(diǎn)的公共端、J6的b組接點(diǎn)的常閉接點(diǎn)相連接，雙刀雙擲繼電器J1-J10中每個(gè)繼電器的a組和b組接點(diǎn)的常開(kāi)接點(diǎn)分別相連接后分別通過(guò)電阻器R5-R14中的一個(gè)電阻器與公共地GND相連接，雙刀雙擲繼電器J1-J4、J6-J9的b組接點(diǎn)的公共端分別與相鄰的下一級(jí)的雙刀雙擲繼電器的b組接點(diǎn)的常閉接點(diǎn)連接，雙刀雙擲繼電器J1-J10的線圈的一端分別與+5V電源VDD相連接，其另一端RC1-RC10分別與數(shù)字處理電路(11)中的驅(qū)動(dòng)器集成電路U22的第16、15、14、13、12、11、10腳及U23的第16、15、14腳相連接，J5的b組接點(diǎn)的公共端通過(guò)電阻器R15后與二極管D9的負(fù)極、D13的正極相連接，二極管D5的負(fù)極通過(guò)電阻器R16后與二極管D9、D14的正極、D13和D10的負(fù)極相連接，二極管D13的正極通過(guò)電阻器R19后與二極管D17的負(fù)極、D21的正極及雙運(yùn)算放大器集成電路U1的正輸入端第3腳相連接，二極管D13的負(fù)極通過(guò)電阻器R20與二極管D17和D22的正極、D21和D18的負(fù)極及雙運(yùn)算放大器集成電路U1的負(fù)輸入端第2腳及輸出端第1腳相連接，二極管D14和D22的負(fù)極、D10和D18的正極與公共地GND相連接，二極管D8的正極通過(guò)電阻器R17后與二極管D11和D16的正極、D12和D15的負(fù)極相連接，二極管D15的負(fù)極通過(guò)電阻器R21后與二極管D19和D24的正極、D20和D23的負(fù)極及雙運(yùn)算放大器U2的負(fù)輸入端第6腳及輸出端第7腳相連接，二極管D11和D19的負(fù)極、D15和D23的正極與公共地GND相連接，J10的b組接點(diǎn)的公共端通過(guò)電阻器R18后與二極管D12的正極、D16的負(fù)極相連接，D16的負(fù)極通過(guò)電阻器R22后與二極管D20的正極、D24的負(fù)極及雙運(yùn)算放大器集成電路U2的正輸入端第5腳相連接，雙運(yùn)算放大器集成電路U1的第8腳接電源V+，U2的第4腳接電源V-。
以下將根據(jù)附圖3對(duì)本實(shí)用新型附圖1中的電阻衰減網(wǎng)絡(luò)電路(3)和(4)、模擬開(kāi)關(guān)切換網(wǎng)絡(luò)電路(5)、放大器和低通濾波器電路(6)和(7)的連接結(jié)構(gòu)作如下描述在附圖3中，(3)和(4)為電阻衰減網(wǎng)絡(luò)電路、(5)為模擬開(kāi)關(guān)切換網(wǎng)絡(luò)電路、(6)和(7)為放大器和低通濾波器電路。
根據(jù)附圖3，附圖2中的雙運(yùn)算放大器集成電路U1的輸出端第1腳即輸入電流量程切換和保護(hù)電路(1)的輸出端與由電阻器R23-R37組成的8級(jí)電阻衰減網(wǎng)絡(luò)電路的輸入端相連接，其8級(jí)電阻衰減網(wǎng)絡(luò)電路的8個(gè)輸出端分別與模擬開(kāi)關(guān)切換網(wǎng)絡(luò)電路(5)中的模擬開(kāi)關(guān)集成電路U3和U4的8個(gè)同名輸入端即第13、14、15、12、1、5、2、4腳分別依次相連接，附圖2中的雙運(yùn)算放大器集成電路U2的輸出端第7腳即輸入電流量程切換和保護(hù)電路(2)的輸出端與由電阻器R38-R52組成的8級(jí)電阻衰減網(wǎng)絡(luò)電路的輸入端相連接，8級(jí)電阻衰減網(wǎng)絡(luò)電路的8個(gè)輸出端分別與模擬開(kāi)關(guān)切換網(wǎng)絡(luò)(5)中的模擬開(kāi)關(guān)集成電路U5的8個(gè)輸入端即第13、14、15、12、1、5、2、4腳依次相連接，U3和U4的選擇端A、B、C即第11、10、9腳對(duì)應(yīng)相連接，U4的禁止端INH即第6腳與公共地GND相連接，U4的公共端第3腳與放大器和低通濾波器電路(6)中的雙運(yùn)算放大器集成電路U6的正輸入端第3腳相連接，U6的負(fù)輸入端第2腳與電位器W1的活動(dòng)端相連接，電位器W1的一個(gè)固定端通過(guò)電阻器R54后與U6的輸出端第1腳相連接，U6的輸出端第1腳通過(guò)電阻器R53后與電阻器R59和電容器C1的一端相連接，電阻器R59的另一端與雙運(yùn)算放大器集成電路U8的正輸入端第3腳相連接，U8的正輸入端第3腳通過(guò)電容器C2后與公共地GND相連接，電容器C1的另一端與U8的輸出端第1腳相連接，U8的輸出端第1腳通過(guò)電阻器R61后與U8的負(fù)輸入端第2腳相連接，U8的負(fù)輸入端第2腳通過(guò)電阻器R62后與公共地GND相連接，電位器W1的另一個(gè)固定端通過(guò)電阻器R55后與公共地GND相連接，U8和U5的公共端第3腳連接后與放大器和低通濾波器電路(7)中的雙運(yùn)算放大器集成電路U7的正輸入端第5腳相連接，U7的負(fù)輸入端第6腳與電位器W2的活動(dòng)端相連接，W2的一個(gè)固定端通過(guò)電阻器R56后與公共地GND相連接，W2的另一個(gè)固定端通過(guò)電阻器R57后與U7的輸出端第7腳相連接，U7的輸出端第7通過(guò)電阻器R58后與電阻器R60和電容器C4的一端相連接，R60的另一端與雙運(yùn)算放大器集成電路U9的正輸入端第5腳相連接，U9的正輸入端第5腳通過(guò)電容器C3后與公共地GND相連接，電容器C4的另一端與U9的輸出端第7腳相連接，U9的輸出端第7腳通過(guò)電阻器R64和U9的負(fù)輸入端第6腳相連接，U9的負(fù)輸入端第6腳通過(guò)電阻器R68后和公共地端GND相連接，模擬開(kāi)關(guān)集成電路U3的6、11、10、9腳和U5的6、11、10、9腳分別與數(shù)字處理電路(11)中的鎖存集成電路U20的2腳、U19的6、9、12腳、U20的5腳、U19的15、16、19腳相連接，模擬開(kāi)關(guān)集成電路U3、U4、U5第16腳與電源VDD相連接，U3、U4、U5的第7腳與電源VEE相連接，雙運(yùn)算放大器U6、U8的第8腳都與電源V+相連接，U7、U9的第4腳都與電源V-相連接。
以下將根據(jù)附圖4、附圖5和附圖6對(duì)本實(shí)用新型附圖1中的模擬開(kāi)關(guān)電路S、模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路(8)、整形電路(9)、光通訊接口電路(10)、數(shù)字處理電路(11)的連接結(jié)構(gòu)作如下描述在附圖4、5和6中，S為模擬開(kāi)關(guān)電路、(8)為模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路、(9)為整形電路、(10)為光通訊接口電路、(11)為數(shù)字處理電路。
根據(jù)附圖4、5和6，附圖3中的放大器和低通濾波器電路(6)和(7)中的輸出端即雙運(yùn)算放大器集成電路U8的輸出端第1腳和U9的輸出端第7腳分別與模擬開(kāi)關(guān)電路S中的二輸入端即電阻器R66和R65的一端相連接，R66和R65的另一端分別與模擬開(kāi)關(guān)電路S中的模擬開(kāi)關(guān)集成電路U10的二輸入端第4和第2腳相連接，U10的第6腳接公共地GND，U10的A、B、C端即第11、10、9腳分別與數(shù)字處理電路(11)中的鎖存器集成電路U20的第6、9、12腳相連接，U10的第7腳與電源VEE相連接，U10的第16腳與電源VDD相連接，U10的公共端第3腳即模擬開(kāi)關(guān)電路S的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路(8)中的輸入端即電阻器R67的一端相連接，R67的另一端與高速運(yùn)算放大器集成電路U11的正輸入端第2腳相連接，U11的負(fù)輸入端第3腳通過(guò)由電容器C5和電阻器R68組成的并聯(lián)電路后與U11的輸出端第6腳相連接，U11的輸出端第6腳與A/D(模數(shù))轉(zhuǎn)換器集成電路U13的10V量程輸入端第13腳相連接，U11的第7腳與電源V+相連接，U11的第4腳與電源V-相連接，U13的第7、1、11腳分別與電源V+、VDD、V-連接，U13的第9、15、2、3腳與公共地GND相連接，U13的第8、10、12腳短路相連接，U13的16、17、18、19腳分別與U18的24、25、26、27腳相連接，數(shù)字處理電路(11)中的單片計(jì)算機(jī)U14的數(shù)字總線(AD0-AD7)即32、31、30、29、28、27、26、25腳分別與U13的第20、21、22、23、24、25、26、27腳U17的第3、4、7、8、13、14、17、18腳U15和U16的第11、12、13、15、16、17、18、19腳U18、U19和U20的第3、4、7、8、13、14、17、18腳相連接，U17輸出的地址總線低8位(A0-A7)即2、5、6、9、12、15、16、19腳分別與U15和U16的第10、9、8、7、6、5、4、3腳相連接，U13的第4、5腳分別與U17的第2、5腳相連接，U14輸出的地址總線高8位(A8-A15)中的第24、23、22、21、20、19腳分別與U15和U16的第25、24、21、23、2、26腳U21的第8、7、6、5、4、3腳相連接，U14的第18腳與U16的第1腳、U21的第2腳相連接，U14的第17腳與U21的第1腳相連接，U14的第34腳與U17的第11腳相連接，U17、U18、U19、U20的第1腳接公共地GND，U22和U23的第8腳接公共地GND，U22和U23的第9腳與電源VDD相連接，U18的第2、5、6、9、12、15、16、19腳和U19的第2、5腳分別與U22的第1、2、3、4、5、6、7腳和U23的第1、2、3腳相連接，U14的第14腳與U21的第9腳和U16的第27腳相連接，U14的第33引腳與U21的第11腳、U15的第22腳、U16的第22腳相連接，U21的第19、18、17、16、15、14腳分別與U13的第6腳、U15的第20腳、U13的第20腳、U18的第11腳、U19的第11腳、U20的第11腳相連接，U14的第38、45、46、47腳都接電源VDD，U14的第44、43、42、41、40、39、11、37腳都接公共地GND，U14的第48腳通過(guò)電容器C7接公共地GND，U14的第35、36腳之間接晶體振蕩器CR，附圖3中的放大器和低通濾波器電路(6)的輸出端即U8的輸出端第1腳與整形電路(9)的輸入端即電阻器R69的一端相連接，R69的另一端與整形電路(9)中的比較器集成電路U12的負(fù)輸入端第3腳和電容器C6的一端相連接。電容器C6的另一端與公共地GND相連接，U12的正輸入端第2腳通過(guò)電阻器R71后與U12的輸出端第7腳相接并通過(guò)電阻器R72后與公共地GND相連接，U12的輸出端第7腳通過(guò)電阻器R70后與電源VDD相連接，U12的輸出端第7腳與數(shù)字處理電路(11)中的單片計(jì)算機(jī)U14的高速輸入端第3腳相連接，U12的第8腳接電源V+，U12的第4腳接電源V-，光通訊接口電路(10)中的紅外發(fā)光二極管LED的正極與電源VDD相連接，LED的負(fù)極通過(guò)電阻器R73后與數(shù)字處理電路(11)中的單片計(jì)算機(jī)U14的高速輸出端第7腳相連接，紅外接收器RS的第1腳與電源VDD相連接、第3腳接公共地GND、輸出端第2腳與U14的高速輸入端第4腳相連接。
以下將根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型的工作過(guò)程作如下描述使用本實(shí)用新型即自動(dòng)抗干擾介質(zhì)損耗測(cè)量?jī)x時(shí)，如測(cè)量電力系統(tǒng)中電容型設(shè)備中的電容介質(zhì)損耗時(shí)，應(yīng)根據(jù)附圖2中虛線部分所示，在標(biāo)準(zhǔn)電容電流輸入接點(diǎn)IN和待測(cè)電容電流輸入接點(diǎn)IX之間串接標(biāo)準(zhǔn)電容CN和待測(cè)電容CX、并在CN和CX的連接點(diǎn)與公共地端GND之間串接試驗(yàn)電壓U，這時(shí)流過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電容器CN和待測(cè)電容器CX的電流分別進(jìn)入輸入電流量程切換和保護(hù)電路(1)和(2)中，該電流分別在(1)和(2)中由雙刀雙擲繼電器選擇的分流電阻上形成20-200mv的交流電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)分別送到電阻衰減網(wǎng)絡(luò)電路(3)和(4)中，并按75％的比例逐級(jí)衰減成若干個(gè)輸出電壓信號(hào)，模擬開(kāi)關(guān)切換網(wǎng)絡(luò)電路(5)中的U4從電阻衰減網(wǎng)絡(luò)電路(3)中選擇一個(gè)20-26.7mv范圍內(nèi)的電壓信號(hào)送入放大器和低通濾波器電路(6)中，(校準(zhǔn)測(cè)量時(shí)還利用(5)中的U3從(3)中選擇一個(gè)20-26.7mv電壓信號(hào)送到放大器和低通濾波器電路(7)中；實(shí)際測(cè)量時(shí)利用(5)中的U5從(4)中選擇一個(gè)20-26.7mv電壓信號(hào)送到(7)中。)(6)和(7)對(duì)從(5)中獲取的電壓信號(hào)進(jìn)行放大并濾去高頻干擾信號(hào)后，經(jīng)過(guò)模擬開(kāi)關(guān)電路S中的U10進(jìn)行快速交替切換后送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路(8)中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，經(jīng)(8)轉(zhuǎn)換后的結(jié)果送入數(shù)字處理電路(11)中，(6)輸出的交流電壓信號(hào)同時(shí)送入整形電路(9)中經(jīng)過(guò)整形變?yōu)榉讲?，整形后的方波信?hào)也送入數(shù)字處理電路(11)中進(jìn)行信號(hào)周期測(cè)量，(11)以基波周期為基準(zhǔn)對(duì)(8)輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行付里葉變換得到(6)、(7)輸出信號(hào)的基波幅值和二個(gè)信號(hào)之間的基波相位角差，校準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，(6)和(7)通過(guò)(5)輸入同一個(gè)信號(hào)，(11)對(duì)(8)輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行付里葉變換，計(jì)算出的基波相位角差為(6)和(7)特性不一致而產(chǎn)生的相位角差；實(shí)際測(cè)量時(shí)，(11)對(duì)(8)輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行付里葉變換，計(jì)算出IN和IX之間基波相位角差和校準(zhǔn)測(cè)量時(shí)的相位角差，扣除校準(zhǔn)測(cè)量得到的相位角差后，得到IN和IX之間的基波相位角差的真實(shí)值，從而計(jì)算出介質(zhì)損耗因數(shù)即IN和IX之間的基波相位角差的正切值，由CN、IX和IN數(shù)值又計(jì)算出CX的數(shù)值，抗干擾測(cè)量時(shí)，數(shù)字處理電路(11)通過(guò)光通訊接口(10)中的紅外接收器RS獲取指令，按指令規(guī)定的信號(hào)周期進(jìn)行付里葉變換，實(shí)現(xiàn)具有抗干擾特性的選頻方式測(cè)量，全部測(cè)量結(jié)果通過(guò)光通訊接口(10)中的LED發(fā)送出去，從而完成對(duì)被測(cè)電容CX的介值損耗測(cè)量的任務(wù)。
本實(shí)用新型有以下明顯特點(diǎn)①由于本實(shí)用新型采用了信號(hào)的基波分量進(jìn)行測(cè)量的方法，所以消除了信號(hào)中的高次諧波干擾，提高了儀器的測(cè)量精度；②本實(shí)用新型因?yàn)椴扇×擞蒛1輸出端至DS1的內(nèi)屏蔽層、由U2輸出端至DS2的內(nèi)屏蔽層的自舉反饋電路，所以可有效的消除輸入信號(hào)電纜雜散電容引起的附加相移，進(jìn)一步提高了測(cè)量精度，使本儀器的介質(zhì)損耗因數(shù)實(shí)際測(cè)量精度達(dá)到±0.00002，高于同類產(chǎn)品的測(cè)量精度；③本儀器具有選頻測(cè)量功能，能用于強(qiáng)電磁干擾場(chǎng)合；④由于在本實(shí)用新型中的(6)和(7)中設(shè)置了低通濾波器、降低了對(duì)A/D的轉(zhuǎn)換器(8)的速度要求，由此降低了數(shù)字處理電路(11)的速度要求，使整機(jī)的成本得以降低；⑤本儀器用電池供電，并采用光信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)，在高電壓下測(cè)量介質(zhì)損耗因數(shù)時(shí)非常安全；⑥本實(shí)用新型的測(cè)量過(guò)程完全自動(dòng)進(jìn)行，因此，操作簡(jiǎn)便、測(cè)量速度快且結(jié)果不受人為因素影響，提高了儀器的使用效率和精確度。
綜上所述本實(shí)用新型可有效的實(shí)現(xiàn)其任務(wù)，為社會(huì)提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高、操作方便、制造成本低的新型自動(dòng)抗干擾介質(zhì)損耗測(cè)量?jī)x。
權(quán)利要求1.一種自動(dòng)抗干擾介質(zhì)損耗測(cè)量?jī)x，包括輸入電流量程切換和保護(hù)電路(1)和(2)、電阻衰減網(wǎng)絡(luò)電路(3)和(4)、模擬開(kāi)關(guān)切換網(wǎng)絡(luò)電路(5)、放大器和低通濾波器電路(6)和(7)、模擬開(kāi)關(guān)電路S、模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路(8)、整形電路(9)、光通訊接口電路(10)、數(shù)字處理電路(11)，其特征在于在二個(gè)結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱的輸入電流量程切換和保護(hù)電路(1)和(2)的輸入端分別與標(biāo)準(zhǔn)電容電流輸入接點(diǎn)IN和待測(cè)電容電流輸入接點(diǎn)IX相連接，其輸出端分別與二個(gè)結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱的電阻衰減網(wǎng)絡(luò)電路(3)和(4)的輸入端相連接，電阻衰減網(wǎng)絡(luò)電路(3)和(4)的輸出端分別與模擬開(kāi)關(guān)切換網(wǎng)絡(luò)電路(5)的輸入端相連接，模擬開(kāi)關(guān)切換網(wǎng)絡(luò)電路(5)的輸出端分別與兩個(gè)結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱的放大器和低通濾波器電路(6)和(7)的輸入端相連接，放大器和低通濾波器電路(6)的輸出端與模擬開(kāi)關(guān)電路S的一個(gè)輸入端相連接并同時(shí)與整形電路(9)的輸入端相連接，放大器和低通濾波器電路(7)的輸出端與模擬開(kāi)關(guān)電路S的另一個(gè)輸入端相連接，模擬開(kāi)關(guān)電路S的共公端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路(8)的輸入端相連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路(8)的輸出端與數(shù)字處理電路(11)的總線相連接，整形電路(9)的輸出端與數(shù)字處理電路(11)的一個(gè)輸入端相連接，數(shù)字處理電路(11)的輸出端與光通訊接口電路(10)的輸入端相連接，其輸入端與光通訊接口電路(10)的輸出端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)抗干擾介質(zhì)損耗測(cè)量?jī)x，其特征在于所說(shuō)的雙層屏蔽線DS1和DS2的芯線的一端分別與標(biāo)準(zhǔn)電容電流輸入接點(diǎn)IN和待測(cè)電容電流輸入接點(diǎn)IX相連接，雙層屏蔽線DS1和DS2的外屏蔽層與公共地GND相連接，DS1和DS2的內(nèi)屏蔽層分別與電阻器R2和R3的一端相連接，R2的另一端與二極管D1和D6的正極、D2和D5的負(fù)極相連接，R3的另一端與二極管D8和D8的正極、D4和D7的負(fù)極相連接，二極管D3、D6的負(fù)極和D2、D7的正極與公共地GND相連接，雙層屏蔽線DS1和DS2的芯線的另一端分別與電阻器R1和R4的一端相連接，R1的另一端與二極管D1的負(fù)極、D5的正極、雙刀雙擲繼電器J1-J5的a組接點(diǎn)的公共端、J1的b組接點(diǎn)的常閉接點(diǎn)相連接，R4的另一端與二極管D4的正極、D8的負(fù)極、雙刀雙擲繼電器J6-J10的a組接點(diǎn)的公共端、J6的b組接點(diǎn)的常閉接點(diǎn)相連接，雙刀雙擲繼電器J1-J10中每個(gè)繼電器的a組和b組接點(diǎn)的常開(kāi)接點(diǎn)分別相連接后分別通過(guò)電阻器R5-R14中的一個(gè)電阻器與公共地GND相連接，雙刀雙擲繼電器J1-J4、J6-J9的b組接點(diǎn)的公共端分別與相鄰的下一級(jí)的雙刀雙擲繼電器的b組接點(diǎn)的常閉接點(diǎn)連接，雙刀雙擲繼電器J1-J10的線圈的一端分別與+5V電源VDD相連接，其另一端RC1-RC10分別與數(shù)字處理電路(11)中的驅(qū)動(dòng)器集成電路U22的第16、15、14、13、12、11、10腳及U23的第16、15、14腳相連接，J5的b組接點(diǎn)的公共端通過(guò)電阻器R15后與二極管D9的負(fù)極、D13的正極相連接、二極管D5的負(fù)極通過(guò)電阻器R16后與二極管D9、D14的正極、D13和D10的負(fù)極相連接，二極管D13的正極通過(guò)電阻器R19后與二極管D17的負(fù)極、D21的正極及雙運(yùn)算放大器集成電路U1的正輸入端第3腳相連接，二極管D13的負(fù)極通過(guò)電阻器R20與二極管D17和D22的正極、D21和D18的負(fù)極及雙運(yùn)算放大器集成電路U1的負(fù)輸入端第2腳及輸出端第1腳相連接，二極管D14和D22的負(fù)極、D10和D18的正極與公共地GND相連接，二極管D8的正極通過(guò)電阻器R17后與二極管D11和D16的正極、D12和D15的負(fù)極相連接，二極管D15的負(fù)極通過(guò)電阻器R21后與二極管D19和D24的正極、D20和D23的負(fù)極及雙運(yùn)算放大器U2的負(fù)輸入端第6腳及輸出端第7腳相連接，二極管D11和D19的負(fù)極、D15和D28的正極與公共地GND相連接，J10的b組接點(diǎn)的公共端通過(guò)電阻器R18后與二極管D12的正極、D16的負(fù)極相連接，D16的負(fù)極通過(guò)電阻器R22后與二極管D20的正極、D24的負(fù)極及雙運(yùn)算放大器集成電路U2的正輸入端第5腳相連接，雙運(yùn)算放大器集成電路U1的第8腳接電源V+，U2的第4腳接電源V-。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)抗干擾介質(zhì)損耗測(cè)量?jī)x，其特征在于所說(shuō)的雙運(yùn)算放大器集成電路U1的輸出端第1腳即輸入電流量程切換和保護(hù)電路(1)的輸出端與由電阻器R23-R37組成的8級(jí)電阻衰減網(wǎng)絡(luò)電路的輸入端相連接，其8級(jí)電阻衰減網(wǎng)絡(luò)電路的8個(gè)輸出端分別與模擬開(kāi)關(guān)切換網(wǎng)絡(luò)電路(5)中的模擬開(kāi)關(guān)集成電路U3和U4的8個(gè)同名輸入端即第13、14、15、12、1、5、2、4腳分別依次相連接，雙運(yùn)算放大器集成電路U2的輸出端第7腳即輸入電流量程切換和保護(hù)電路(2)的輸出端與由電阻器R38-R52組成的8級(jí)電阻衰減網(wǎng)絡(luò)電路的輸入端相連接，8級(jí)電阻衰減網(wǎng)絡(luò)電路的8個(gè)輸出端分別與模擬開(kāi)關(guān)切換網(wǎng)絡(luò)(5)中的模擬開(kāi)關(guān)集成電路U5的8個(gè)輸入端即第13、14、15、12、1、5、2、4腳依次相連接，U3和U4的選擇端A、B、C即第11、10、9腳對(duì)應(yīng)相連接，U4的禁止端INH即第6腳與公共地GND相連接，U4的公共端第3腳與放大器和低通濾波器電路(6)中的雙運(yùn)算放大器集成電路U6的正輸入端第3腳相連接，U6的負(fù)輸入端第2腳與電位器W1的活動(dòng)端相連接，電位器W1的一個(gè)固定端通過(guò)電阻器R54后與U6的輸出端第1腳相連接，U6的輸出端第1腳通過(guò)電阻器R58后與電阻器R59和電容器C1的一端相連接，電阻器R59的另一端與雙運(yùn)算放大器集成電路U8的正輸入端第3腳相連接，U8的正輸入端第3腳通過(guò)電容器C2后與公共地GND相連接，電容器C1的另一端與U8的輸出端第1腳相連接，U8的輸出端第1腳通過(guò)電阻器R61后與U8的負(fù)輸入端第2腳相連接，U8的負(fù)輸入端第2腳通過(guò)電阻器R62后與公共地GND相連接，電位器W1的另一個(gè)固定端通過(guò)電阻器R55后與公共地GND相連接，U3和U5的公共端第3腳連接后與放大器和低通濾波器電路(7)中的雙運(yùn)算放大器集成電路U7的正輸入端第5腳相連接，U7的負(fù)輸入端第6腳與電位器W2的活動(dòng)端相連接，W2的一個(gè)固定端通過(guò)電阻器R56后與公共地GND相連接，W2的另一個(gè)固定端通過(guò)電阻器R57后與U7的輸出端第7腳相連接，U7的輸出端第7通過(guò)電阻器R58后與電阻器R60和電容器C4的一端相連接，R60的另一端與雙運(yùn)算放大器集成電路U9的正輸入端第5腳相連接，U9的正輸入端第5腳通過(guò)電容器C3后與公共地GND相連接，電容器C4的另一端與U9的輸出端第7腳相連接，U9的輸出端第7腳通過(guò)電阻器R64和U9的負(fù)輸入端第6腳相連接，U9的負(fù)輸入端第6腳通過(guò)電阻器R63后和公共地端GND相連接，模擬開(kāi)關(guān)集成電路U3的6、11、10、9腳和U5的6、11、10、9腳分別與數(shù)字處理電路(11)中的鎖存集成電路U20的2腳、U19的6、9、12腳、U20的5腳、U19的15、16、19腳相連接，模擬開(kāi)關(guān)集成電路U3、U4、U5第16腳與電源VDD相連接，U3、U4、U5的第7腳與電源VEE相連接，雙運(yùn)算放大器U6、U8的第8腳都與電源V+相連接，U7、U8的第4腳都與電源V-相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)抗干擾介質(zhì)損耗測(cè)量?jī)x，其特征在于說(shuō)的輸出端即雙運(yùn)算放大器集成電路U8的輸出端第1腳和U8的輸出端第7腳分別與模擬開(kāi)關(guān)電路S中的二輸入端即電阻器R66和R65的一端相連接，R66和R65的另一端分別與模擬開(kāi)關(guān)電路S中的模擬開(kāi)關(guān)集成電路U10的二輸入端第4和第2腳相連接，U10的第6腳接公共地GND，U10的A、B、C端即第11、10、9腳分別與數(shù)字處理電路(11)中的鎖存器集成電路U20的第6、9、12腳相連接，U10的第7腳與電源VEE相連接，U10的第16腳與電源VDD相連接，U10的公共端第3腳即模擬開(kāi)關(guān)電路S的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路(8)中的輸入端即電阻器R67的一端相連接，R67的另一端與高速運(yùn)算放大器集成電路U11的正輸入端第2腳相連接，U11的負(fù)輸入端第3腳通過(guò)由電容器C5和電阻器R68組成的并聯(lián)電路后與U11的輸出端第6腳相連接，U11的輸出端第6腳與A/D(模數(shù))轉(zhuǎn)換器集成電路U13的10V量程輸入端第13腳相連接，U11的第7腳與電源V+相連接，U11的第4腳與電源V-相連接，U13的第7、1、11腳分別與電源V+、VDD、V-連接，U13的第9、15、2、3腳與公共地GND相連接，U13的第8、10、12腳短路相連接，U13的16、17、18、19腳分別與U13的24、25、26、27腳相連接，數(shù)字處理電路(11)中的單片計(jì)算機(jī)U14的數(shù)據(jù)總線(AD0-AD7)即32、31、30、29、28、27、26、25腳分別與U13的第20、21、22、23、24、25、26、27腳U17的第3、4、7、8、13、14、17、18腳U15和U16的第11、12、13、15、16、17、18、19腳U18、U19和U20的第3、4、7、8、13、14、17、18腳相連接，U17輸出的地址總線低8位(A0-A7)即2、5、6、9、12、15、16、19腳分別與U15和U16的第10、9、8、7、6、5、4、3腳相連接，U13的第4、5腳分別與U17的第2、5腳相連接，U14輸出的地址總線高8位(A3-A15)中的第24、23、22、21、20、19腳分別與U15和U16的第25、24、21、23、2、26腳U21的第8、7、6、5、4、3腳相連接，U14的第18腳與U16的第1腳、U21的第2腳相連接，U4的第17腳與U21的第1腳相連接，U14的第34腳與U17的第11腳相連接，U17、U18、U19、U20的第1腳接公共地GND，U22和U23的第8腳接公共地GND，U22和U23的第9腳與電源VDD相連接，U18的第2、5、6、9、12、15、16、19腳和U19的第2、5腳分別與U22的第1、2、3、4、5、6、7腳和U23的第1、2、3腳相連接，U14的第14腳與U21的第9腳和U16的第27腳相連接，U14的第33引腳與U21的第11腳、U15的第22腳、U16的第22腳相連接，U21的第19、18、17、16、15、14腳分別與U13的第6腳、U15的第20腳、U16的第20腳、U18的第11腳、U19的第11腳、U20的第11腳相連接，U14的第38、45、46、47腳都接電源VDD，U14的第44、43、42、41、40、39、11、37腳都接公共地GND，U14的第48腳通過(guò)電容器C7接公共地GND，U14的第35、36腳之間接晶體振蕩器CR，附圖3中的放大器和低通濾波器電路(6)的輸出端即U8的輸出端第1腳與整形電路(9)的輸入端即電阻器R69的一端相連接，R69的另一端與整形電路(9)中的比較器集成電路U12的負(fù)輸入端第3腳和電容器C6的一端相連接。電容器C6的另一端與公共地GND相連接，U12的正輸入端第2腳通過(guò)電阻器R71后與U12的輸出端第7腳相連接并通過(guò)電阻器R72后與公共地GND相連接，U12的輸出端第7腳通過(guò)電阻器R70后與電源VDD相連接，U12的輸出端第7腳與數(shù)字處理電路(11)中的單片計(jì)算機(jī)U14的高速輸入端第3腳相連接，U12的第8腳接電源V+，U12的第4腳接電源V-，光通訊接口電路(10)中的紅外發(fā)光二極管LED的正極與電源VDD相連接，LED的負(fù)極通過(guò)電阻器R73后與數(shù)字處理電路(11)中的單片計(jì)算機(jī)U14的高速輸出端第7腳相連接，紅外接收器RS的第1腳與電源VDD相連接、第3腳接公共地GND、輸出端第2腳與U14的高速輸入端第4腳相連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種自動(dòng)抗干擾介質(zhì)損耗測(cè)量?jī)x,它是由輸入電流量程切換和保護(hù)電路(1)和(2)、電阻衰減網(wǎng)絡(luò)電路(3)和(4)、模擬開(kāi)關(guān)切換網(wǎng)絡(luò)電路(5)、放大器和低通濾波器電路(6)和(7)、模擬開(kāi)關(guān)電路S、模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路(8)、整形電路(9)、光通訊接口電路(10)、數(shù)字處理電路(11)依次連接而成,測(cè)量精度可達(dá)±0.00002,且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高、操作方便、制造成本低、易于普及的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N27/22GK2293831SQ96228100
公開(kāi)日1998年10月7日 申請(qǐng)日期1996年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月17日
發(fā)明者任守華 申請(qǐng)人:任守華