直流电阻测试仪的设计
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毕业设计题目:直流电阻测试仪的设计院:电气信息学院专业:电子技术班级:1101学号:xxx学生姓名:导师姓名:XXXX完成日期:2015年6月8号目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (3)1.1课题研究背景及意义 (3)1.2直流电阻测试仪的研究现状 (4)1.3课题的主要研究内容 (5)第二章直流电阻测试仪方案设计 (6)2.1直流电阻测试仪的原理 (6)2.2整体方案设计 (7)2.3 单片机的选型 (7)2.4 A/D转换器的选型 (9)2.5 显示LCD (10)第三章测试仪的硬件设计 (11)3.1 单片机最小系统 (11)3.2恒流源模块 (12)3.3键盘显示模块 (12)3.4 A/D转换模块 (14)3.5 RS-232串口模块 (15)第四章测试仪的软件设计 (16)4.1 主程序设计 (16)4.2 键盘程序设计 (17)4.3 电压检测设计 (18)4.4 计算电阻值 (18)第五章仿真与调试 (20)5.1 系统仿真 (20)5.2 硬件调试 (20)总结 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录系统总电路 (24)湖南工程学院毕业设计论文直流电阻测试仪的设计与研究摘要:电力变压器直流电阻测量是变压器出厂及预防性试验的主要项目之一,但电力变压器固有的时间常数较大,研究缩短电力变压器直流电阻的测量时间具有重要意义。
本论文主要研究了电力变压器直流电阻测量的基本原理和各种快速测量的方法,用Protel99SE对各种测量方法进行仿真分析,分析了其优缺点及现场适用性,进而提出了一种切实可行的测量方法,并且利用单片机进行系统设计实现电力变压器直流电阻快速测量的目的。
关键词:电力变压器,直流电阻,Protel99SE,单片机1直流电阻测试仪的设计The Design and Implementationof the Dc Resistance TesterAbstract:Transformer’s DC resistance measurement is one of the primary item before transformer leaving factory and precautionary test.The inherent time constant of transformer is quite long, so it is very important to study how to shorten the measuring time. In this dissertation the primary principle of transformer’s DC resistance measurement and all kinds of rapid measuring methods is studied, emulated and analyzed by Protel99SE, their advantage and disadvantage is analyzed and their on-site applicability is compared. Then one feasible measuring method is brought forward and the aim to rapidly measure transformer’s DC resistance is implemented through system design using singlechip.Key words: transformer; direct; current resistance; Protel99SE; singlechip2湖南工程学院毕业设计论文3 第一章 绪论1.1课题研究背景及意义测量变压器绕组的直流电阻是一个很重要的试验项目,在电力变压器的生产、安装、例行检修、不定期检查以及故障排查时都需要对变压器绕组直流电阻进行检测,以保证变压器能够正常运行。
/直流电阻测试仪硬件系统设计系统设计总体结构框图系统设计总体结构框图如图2-1所示。
直流电阻快速测试装置的结构如图2.1所示,本设计需要各种大小不同的恒流源,程控恒流源由CPU控制,产生各种大小不同的恒定电流。
打印机和RS232通讯是提供测量数据的输出装置。
显示器是提供给测试人员操作仪器时使用的。
模数转换与程控放大器是针对各种大小不同的信号而设计的。
输出控制与接口提供恒流与电压信号测量的。
直流电阻快速测试装置,采用多恒流源、对比采样实现宽量程、高精度、交直流两用的直流电阻测量。
系统的设计思路是让一个待测的电阻通过电流,再在两边测量电压,然后经过放大器将电压放大,/放大的电压经过A\D转换器输送给单片机进行处理。
本系统装置集大小量程于一体,采用典型的四线制测量法,恒流源的稳定设计,高精度AD及对比采样,保证信号稳定,提高测量标准电流的不确定度。
电平供电,实现直流测量,控制器完成数据采集、信号处理、恒流源控制、显示、打印、鼠标及串口通讯,是一种高精度宽量程的新型的直流电阻快速测试装置。
本发明采用全新电源技术,具有性能稳定,测量迅速、体积小巧、便携式、量程大,测量精度高,数据重复性好等特点。
是测量变压器绕组以及大功率电感等设备直流电阻的理想装置。
按键的介绍键盘在单片机应用系统中,实现输入数据、传送命令的功能,是人工干预的主要手段。
键盘分两大类:编码键盘和非编码键盘。
编码键盘:由硬件逻辑电路完成必要的键识别工作与可靠性措施。
每按一次键,键盘自动提供被按键的读数,同时产生一选通脉冲通知微处理器,一般还具有反弹跳和同时按键保护功能。
这种键盘易于使用,但硬件比较复杂,对于主机任务繁重之情况,采用8279可编程键盘管理接口芯片构成编码式键盘系统是很实用的方案。
非编码键盘:只简单地提供键盘的行列与矩阵,其他操作如键的识别,决定按键的读数等仅靠软件完成,故硬件较为简单,但占用CPU较多时间。
有:独立式按键结构、矩阵式按键结构。
直流电阻测试仪设计电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。
变压器的作用是多方面的,不仅能升高电压把电能送到用电地区,还能把电压降低为各级使用电压,以满足用电的需要。
它是电网的稳定和安全运行的直接保障,一旦变压器出现故障,就需要拉闸限电,甚至会出现大面积的停电事故,从而造成巨大的无法挽回的经济损失。
所以电力变压器从生产到安装再到投入运行,其质量问题和故障检测都直接影响到人们的正常的生活和工作。
目前变压器直流电阻测量的方法有电压降法、电桥法和三相绕组测量法三种:(1)电压降法:其原理是在被测电阻中通以直流电流,测量该电阻上的电压降,根据欧姆定律即可算出被测电阻值。
测量绕组直流电阻时,对每相绕组进行直流电阻的测量,然后利用测量数据,计算得出线圈的直流电阻。
在不具备电桥的地方,一般采用这种测量方法。
因为每相绕组可以等效成电阻和电感的串联电路,在接通电源后,电感中电流从零逐渐增加,最后达到一稳定数值,电感两端电压则从零忽然增加到电源电压,然后逐渐下降到稳态值,需要一个过渡过程,过程的长短取决于电路的时间常数RLt/ 。
这种方法的主要缺点是需要较长的时间才能测到准确值。
(2)电桥法:电桥法分为单臂电桥法和双臂电桥法两种,原理都是利用检流计、电池、标准电阻进行测量。
其中单臂电桥法的成本低,但是测量误差较大,测量时间很长;而双臂电桥法虽然改善了单臂电桥的引线误差问题,使得测量精度大大提高,但是测量时间还是很长。
(3)三相绕组同时加压法:即在变压器的三相绕组同时加电压,同时测量每相的直流电阻。
三相绕组同时加电压时,在每相绕组中通入的电流从零开始增加,由右手螺旋定则可知,三相电流在每个铁心柱中产生的磁通方向不同,它们的作用相互抵消,结果是使铁心中的合成磁通近似为零。
这使电感值L大为减小,因此时间常数τ也就降为最低,测试时电流变化的过渡过程大为缩短,短时间内便能获得稳定的电流值,进而求出绕组的直流电阻值。
此方法是根据楞次定律,使各相电流所产生的磁通在铁心中相互抵消,合成磁通为零,从而减小电感L值,使电路的时间常数减小,即减少了测量直流电阻的时间,提高了工作效率。
电子线路课程设计报告设计课题:高精度智能电阻测量设计时间:2015年3月9日—2015年5月15日高精度智能电阻测量仪一.设计任务与设计指标要求设计说明:电阻是常用的电子元件,某些材料的直流电阻需要精确的测量。
利用欧姆定律设计一台电阻测量仪,显示被测量材料的直流电阻阻值。
基本部分1、测量电阻范围:2~20欧姆,20~200欧姆,200~2K,2K~20K,用按钮切换量程。
2、测量精度:1%3、要求测量结果显示稳定3位有效数字(可用数字万用表的电压档当作显示终端)发挥部分1、测量电阻范围:可测量最小1欧姆的电阻2、测量精度:0.5%3、要求测量结果显示稳定4位有效数字二.元器件清单元件类型型号主要参数数量备注基准稳压源TL431稳压值Uz=2.5V1个负载电流1—100mA集成运放LM358单电源(3—30V)1个偏置电流为45nA 限流电阻R12KΩ1个滑线变阻器1R2最大阻值为50KΩ1个滑线变阻器2R3最大阻值为10KΩ1个滑线变阻器3R4最大阻值为500Ω1个滑线变阻器4R5最大阻值为100Ω1个滑线变阻器5R6最大阻值为1KΩ1个定值电阻R7、R8470KΩ2个定值电阻R9—R12510Ω4个定值电组R13—R191KΩ7个电容C1、C20.1uF2个PNP三极管85501个用于恒流源NPN三极管80504个做驱动A/D转换芯片MC14433电源电压为±4.8V—±8V1片基准源MC1403输出电压值:2.475V~2.525V1片译码驱动器HEF4511BP 电源电压范围:5—15V1片译码驱动四位一体共阴数码管ARKSR420561N1个拨码开关S1—S44个导线电路板三.系统总体框图我们所设计的智能电阻测量仪主要由四个部分组成:集成运放芯片LM358及可控精密稳压源TL431构成了恒流源部分,高精度A/D转换芯片MC14433及基准电压源MC1403构成了电压采样转换部分,译码驱动器CD4511及以四个三极管组成的位驱动阵列形成了译码驱动部分,四位一体共阴数码管构成了显示部分。
直流电阻测试仪原理解析直流电阻测试仪是一种用于测量电路中电阻值的仪器,主要应用于电子、电气、通信、仪表、自动化等领域的测试和维修。
它能够快速、准确地测量电路中的各种电阻值,并通过各种信号指示方式显示测试结果。
本文将深入解析直流电阻测试仪的原理及其使用方法。
一、直流电阻测试仪的原理直流电阻测试仪(简称电阻表)是在基本电流法的基础上发展起来的一种精密电测仪表,它利用欧姆定律来测量电路中的电阻。
当电路中有电流流过时,它会在电路中产生一定的电压,根据欧姆定律可知,电阻值与电流值和电压值的比例成正比。
利用这个原理,我们就可以测量出电路中的电阻值。
具体来说,电阻测试仪通常采用两个电极连接电路进行测量。
其中一个电极通过测试夹具连接电路中的引线,而另一个电极则通过一组内部电路结构连接到仪器内部的测量电源。
当测试仪启动后,内部的测量电源会输出一定的电压,使得测试电流流过测试电路并产生一定的电压降。
此时,测试仪会对这个电压进行测量,并根据欧姆定律计算出电路中的电阻值。
为了提高测量的准确性,电阻测试仪通常还会内置一些自动校准电路和滤波处理电路。
自动校准电路能够根据不同的测量范围自动调整测试电压和测量电流,以保证测量精度;而滤波处理电路则能够滤除测试信号中的噪音和杂波,进一步提高测量的准确性。
二、直流电阻测试仪的使用方法1.连接测试夹具在使用直流电阻测试仪进行测量时,首先需要将测试夹具连接到被测电路的引线上。
在连接时,应该确保测试夹具和被测电路的连接稳固可靠,并避免产生错误的接触阻抗或电位差。
2.填写测试参数在连接测试夹具后,需要设置测试仪的相关参数,如测量范围、测量单位、测量精度等。
在填写参数时,应该根据被测电路的特点选择合适的测量范围和精度,以保证测量结果的准确性。
3.启动测试设置好测试参数后,即可启动测试仪进行测量。
在测量过程中,应该确保测试仪内部的测试电源能够正常工作,测试夹具连接良好,被测电路处于正常工作状态,并避免外部环境对测量结果的影响。
武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计(论文)说明书论文题目直流电阻测试仪硬件系统设计直流电阻测试仪硬件系统设计Dc resistance tester hardware system design学生姓名:杨指导教师:李目录摘要 (Ⅱ)Abstract (Ⅲ)第一章绪论 (1)1.1 本课题的研究背景 (1)1.2 本课题研究现状 (1)1.3 本论文设计任务 (3)1.4 本论文章节安排 (3)第二章方案设计 (5)2.1 系统设计总体结构图 (5)2.2 CPU的选型 (5)2.3 显示部分模块选择 (8)2.4 按键的介绍 (10)2.5 A\D转换器 (11)2.6 放大器 (12)2.7 恒流源电路的结构 (14)2.8 protel介绍 (16)第三章控制部分结构的设计 (20)3.1 单片机最小系统原理图 (20)3.2 12864液晶显示原理图 (20)3.3 按键控制原理图 (21)3.4 串口通信原理图 (22)3.5 电源设计 (24)第四章实验结果及总结 (25)4.1 影响测量精度的因素及采取的措施 (25)4.2 结果与总结 (25)总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)摘要本文针对变压器绕组的直流电阻测量中的一些关键技术问题, 提出了精确、快速、自动的测量方案。
根据这个方案, 完成了便携式直流电阻测试仪的研制。
运用表明, 该测试仪所具有的性能不仅满足牵引变压器直流电阻的测量要求, 而且也适用于平波电抗器、各种电力变压器等大电感、微电阻设备的电阻测量, 以及继电器、接触器、调压开关等接触电阻的测量。
本文提出的测量方案, 成功地解决了变压器的直流电阻测量问题, 与其它测量方法相比, 具有速度快、精度高、自动化水平高等优点。
测试仪设计完成后,经过计算机仿真,通过对仿真数据结果的计算,可以有效的减少直流电阻的测量时间,并且可保证较高的准确性,验证了设计的合理性和可行性。
基于LPC2106的直流电阻测试仪设计杜廷龙,潘进,李国朋,李波(西安通信学院网络完全与对抗研究室,陕西西安710106)摘要:变压器制造行业及用电企业经常需要高精度,准确测量电力变压器直流电阻的仪器。
文章介绍了一种基于32位微控制器LPC2106测量变压器直流电阻的测试方法。
该系统中设计了丰富的外围接口,采用了基于μC/OS-II 操作系统的应用程序对采样数据进行处理,系统的硬件电路由核心处理器、恒流源模块、模数转换模块等组成。
关键词:LPC2106;μC/OS –II ;电阻中图分类号:TP202文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2008)35-2315-02Designing the Direct Current Resistance Tester with the LPC2106DU Ting-long,PAN Jin,LI Guo-peng,LI Bo(Lab of Network Security and Countermeasure,Xi'an Communication,Xi'an 710106,China)Abstract:This paper puts forward how to design a direct current resistance tester of the transformer and this tester is based on a 32bit MCU named LPC2106.The author employs a operation system named μC/OS –II to deal with the sampling data and external exports drivers.Design and realization of the hardware circuitry and the software processing flow chart are also accomplished in this paper.The broad application in modern transformer manufacturing illustrates its accurate and distinguishable performance.Key words:LPC2106;μC/OS –II;resistance1引言变压器绕组的直流电阻测试是变压器在交接、大修和改变分接开关后的一个重要项目。
直流低电阻测试仪工作原理
直流低电阻测试仪工作原理:
①专门设计用于测量导体接触电阻回路电阻等微小值电阻精密仪器;
②基于四端子法Kelvin连接原理消除引线电阻影响提高测量准确度;
②仪器内部集成恒流源在待测元件两端施加稳定电流I并测量电压降V;
④通过欧姆定律R=V/I直接计算得出电阻值显示于液晶屏或指针表盘;
⑤为适应不同量程需求通常配备多种电流档位如10mA 100mA 1A等;
⑥测量前需确保被测对象已断电放电避免残余电荷干扰测试结果;
⑥触发电路触发采样瞬间锁定数值防止波动噪声引入误差;
⑦自动归零功能允许扣除背景信号确保每次测量从零基准开始;
⑧高精度ADC模数转换器将模拟信号转换为数字信号便于处理存储;
⑩数据处理软件支持统计分析历史记录打印等功能方便后期审核;
⑪适用于电力系统变压器开关柜等行业定期巡检维护工作中;
⑫随着技术进步智能化集成化将成为未来发展方向。
变压器绕组直流电阻测试仪的硬件设计引言变压器绕组直流电阻的测量是其日常试验中的重要项目,我们通过直流电阻的测量,可检查线圈质量、分接开关位置接触是否良好、线圈或引线有没有折断、并联支路的正确性、有无短路现象,是确定短路损耗的重要数据。
因此在交接、预试、大修和调换分接开关后均需进行此项试验。
近年来,随着电力系统容量的越来越大,变压器的容量也在不断的加大。
并且变压器的容量越大,电压等级越高,电感与电阻的比值就越大。
因此,大型变压器的绕组直流回路的稳定时间可能长达数十分钟甚至更长,如何快速准确测量电力变压器绕组的直流电阻成为了人们研究和追求的主要目标。
1、系统结构本装置以80C196单片机为核心组成单片机控制单元,通过数据存储器和I/O口扩展,完成测试与控制功能。
电源部分是通过一个开关电源产生单片机工作电源+5V和±1 2 V,其中,继电器工作电源+12V由变压器降压,整流桥整流产生。
键盘只有四个按键,通过按键来实现功能选择,完成测试、存储和打印功能,测试结果通过LCD显示输出。
单片机控制单元主要由80C196单片机为核心,外部扩展程序存储器EPROM27128,数据存储器RAM6264和E2PROM2864,译码电路由两片74LS138实现。
地址锁存由74LS373完成,I/O口扩展由一片8255实现,实现对打印机的控制,输出继电器的控制,键盘的输入和液晶显示的控制。
恒流源电路主要由恒流源的采样电路、比较电路等,将交流电通过整流桥将交流电变为直流电,经电流调整和电流反馈,最后实现0.1A~10A范围的稳流输出。
测量回路主要由恒流源输出稳定电流直接通过电力变压器绕组,不接入标准电阻(将串入电阻用继电器短接),测量充电电流,当充电电流达到设定值时将继电器断开,将电阻串入测量回路中。
为了保证单片机供电稳定性,继电器控制电源单独供电。
由于绕组电感的存在,残余电流对使用者和测试设备将构成威胁,因此必须有电流放电回路,电流放电回路由放电电阻和一个反向二极管构成,充电时二极管关断,电源对绕组充电,断电时二极管导通,绕组通过二极管和放电电阻放电。
直流电阻测试仪原理解析
1.施加已知电流:测试仪通过内置的电流源,施加一个已知大小的直
流电流到被测电阻上。
电流大小通常可在测试仪上设定,并且可以根据被
测电阻的要求进行调整。
2.测量电压:测试仪通过内置的电压测量功能,测量被测电阻两端的
电压。
这可以通过两个探针来实现,将一个探针放在电阻的一端,另一个
探针放在电阻的另一端,以测量电压差。
3.计算电阻值:测试仪通过欧姆定律,根据测量得到的电流与电压值,计算出电阻的数值。
具体计算的公式为R=V/I,其中R表示电阻值,V表
示电压值,I表示电流值。
自动范围调节功能可以根据被测电阻的大小自动选择合适的测量范围。
这样可以避免电阻值过大或过小导致测量错误或损坏仪器。
自动零点校准功能可以在测量前自动调整仪器的零点,以消除内部电
路的误差。
这可以提高测量的准确性。
数据记录和显示功能可以将测量得到的电阻值保存在仪器的内存中,
并通过显示屏展示出来。
这样可以方便用户查看和记录测量结果。
总之,直流电阻测试仪通过测量电流与电压之间的关系,利用欧姆定
律计算出被测电阻的数值。
它具有简单易用、准确可靠的特点,是电路测
试和维修中常用的工具。
简易电阻自动测试仪毕业设计简易自动电阻测试仪设计报告摘要电阻测试仪,是电子器件测量、分选不可缺少的工具,主要用于测试变压器、电机、互感器等设备的直流电阻,具有不受电抗影响、测量精度高、测试速度快及可用于方便地进行分选特点。
简易自动电阻测试仪是以51单片机为核心,其工作原理是控制可控恒流源输出电流流经被测量电阻,将被测量电阻两端的电压经过调理并送至由ICL7135构成的AD电路,被测信号经AD转换送至单片机得出被测量电阻的阻值。
本仪器有四档恒流源分别对应四个量程,通过单片机发送量程信号可以方便地进行量程的切换。
显示及按键模块采用动态扫描方式,在程序中通过定时器自动扫描显示及键检测可自动显示小数点和单位以及进行各种特效显示。
关键词:电阻测试仪,单片机,可控恒流源,ICL7135,程控放大器一、概述1.1课题要求1、基本要求(1)测量量程为100Ω、1kΩ、10kΩ、10MΩ四档。
测量准确度为±(1%读数+2 字)。
(2)3 位数字显示(最大显示数必须为999),能自动显示小数点和单位,测量速率大于5 次/秒。
(3)100Ω、1kΩ、10kΩ三档量程具有自动量程转换功能。
2.发挥部分(1)具有自动电阻筛选功能。
即在进行电阻筛选测量时,用户通过键盘输入要求的电阻值和筛选的误差值;测量时,仪器能在显示被测电阻阻值的同时,给出该电阻是否符合筛选要求的指示。
(2)设计并制作一个能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化曲线的辅助装置,要求曲线各点的测量准确度为±(5%读数+2 字),全程测量时间不大于10 秒,测量点不少于15 点。
辅助装置连接的示意图如图1 所示。
(3)其他图1 辅助装置连接示意图1.2课题分析根据上述要求可知,系统中需要含有一个智能控制核心,本设计拟采用以51单片机作为系统的控制核心。
采用单片机控制单刀多掷开关实现不同阻值量程的档位切换。
由要求第二点可知,系统采集数据的速率要大于5 次/秒,即系统中用于数据采集的模数转换器的采样速率要大于一定值。
简易自动电阻测试仪摘要:简易自动电阻测试仪(G 题)【高职高专组】一、任务设计并制作一台简易自动电阻测试仪。
二、要求1.基本要求(1)测量量程为100Ω、1kΩ、10kΩ、10MΩ四档。
测量准确度为±(1%读数+2 字)。
(2)3 位数字显示(最大显示数必须为999),能自动显示小数点和单位,测量速率大于5 次/秒。
(3)100Ω、1kΩ、10kΩ三档量程具有自动量程转换功能。
2.发挥部分(1)具有自动电阻筛选功能。
即在进行电阻筛选测量时,用户通过键盘输入要求的电阻值和筛选的误差值;测量时,仪器能在显示被测电阻阻值的同时,给出该电阻是否符合筛选要求的指示。
(2)设计并制作一个能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化曲线的辅助装置,要求曲线各点的测量准确度为±(5%读数+2 字),全程测量时间不大于10 秒,测量点不少于15 点。
辅助装置连接的示意图如图1 所示。
(3)其他图1 辅助装置连接示意图三、说明1.在辅助装置中,要求电位器为4.7kΩ旋转式单圈电位器, 并规定采用线性电位器。
2.要求电位器的三个端子作为测试端子引出。
一、系统方案本系统主要由测量模块、数模转换模块、控制显示模块,驱动电机模块,下面分别论证这几个模块的选择。
1.1测量模块的论证与选择方案一:谐振法,采用LC组成谐振回路,将被测电感串入电路或将电容并入回路中进行测量。
但谐振法要求较高频率的激励信号,一般不容易满足高精度的要求。
由于测试频率不固定,测试速度也很难提高,误差就很难达到要求。
方案二:伏安法测量R,它的测量原理来源于阻抗的定义。
即若已知流经被测阻抗的电流,通过A/D将被测阻抗两端的电压的模拟量转化为数字信号送入单片机,可得被测电阻两端的电压,则通过欧姆定律可得到被测电阻阻值。
此方法原理简单,外部硬件较少,便于操作。
方案三:交流电桥测量法,交流电桥的构造及原理均与直流惠斯通电桥相同,电源使用交流电,四臂的阻抗 Z1、Z2、Z3、Z4,可以用电阻、电感、电容或其他组合,电桥平衡的条件是此条件显示交流电桥不同于直流电桥:首先条件有两个,因此,需要调节两个参数才能使电桥平衡;其次,阻抗的多样性可以组合成各具特色的电桥,但非所有电桥都能同时满足达到平衡的条件。
高精度直流微电阻测试仪的研究与开发-----软件系统设计4.6数据处理算法这部分程序主要进行阻值计算、误差校正、数字滤波、代码转换等处理。
数据处理程序思路:先将存储于数据存储器RAM的电压二进制数据合并为12位二进制数,再进行回路电阻值参数计算,并进行误差校正和算术平均滤波。
将测试得到的电压值和计算的回路电阻值转化为BCD码,进行LED显示。
数据处理程序如图4.4所示。
为进一步提高系统抗干扰能力,确保测试的高精度,对获得的测量值进行数字滤波处理,进行八次测量后剔除最大值和最小值后取平均值,经过软、硬件滤波处理后的系统误差将会明显的降低。
数字滤波部分:用软件来减小或消除测量误差或电压值中的无用的部分,输入信号为模拟信号经采样和A/D转换后的数字量,对转换后的数字量进行计算。
对多次计算的回路接触电阻值进行算术平均滤波,算术平均滤波就是连续取n个数字量值进行采样,然后进行平均数算术。
采样值的个数n视具体情况而定,计算阻值时取8.采用单片机软件校正系统误差:对标准电阻进行检测,用标准电阻的测量值去校正被测电阻的测量值的误差,以校正0PI“放大器放大倍数和ADs78os型A/D转换器增益在内的综合增益系数。
为了提高计算精度,可以采用浮点数计算或用双精度、高精度(分别为2、4字节数)。
因为测试电流峰值为1的A,回路电阻测试范围取0.01m几一1.9999k.,所以接触电压范围为0一2/105拼V.触头电压以升uv为单位时,存储时应该占3个字节,但是为了考虑计算精度,在计算回路电阻和数字滤波时,本系统均采用4字节数来进行计算。
4.7LBD显示子程序本测试仪采用的是显示驱动芯片是MAX7219,其显示子程序首先初始化中断,使中断工作在方式1,再读取显示缓冲区内的数据,显示缓冲区主要是用。
AbstractDc resistance test is the essential test items of transformer after the handover, overhaul and change tap-changer.Under normal circumstances,With the traditional method (bridge method and pressure drop method) measurement and large power transformer winding dc resistance of the inductor device is a time-consuming work.In order to change this situation, develop an dc resistance quickly tester to shorten the measurement time and reduce the workload of test personnel and research.With high-speed microcontroller as the core,built in rechargeable battery and charging circuit,adopt high speed A/D converter and programmable current source technology,reached unprecedented effect and highly automated measurement function with high precision, wide measurement range, the data stability, good repeatability, strong anti-jamming capability, perfect protection function, fast charge and discharge, etc. Self-checking and automatic calibration function to reduce the difficulty of the instrument operation and maintenance, and large power transformer winding is measured inductance dc resistance of the ideal equipment. Made the dc resistance is the rapid test equipment of measurement of transformer, generator, transformer, motor.Thesis summarizes the research background and significance of the transformer firstly, introduces the digital research present situation and the main function of dc resistance tester and corresponding parameter measuring principle and method is given.This design adopts the advanced four line method,can overcome the scene test line voltage caused by the poor contact or electric field problem determination, accurate and reliable test data, and put forward the overall design scheme of dc resistance tester,Secondly, C8051F340 and AD7710 as the core chip, plus the real time clock, memory, LCD, button, power supply, such as serial interface devices complete the design of hardware circuit.Again, in combination with hardware platform, and puts forward the overall design scheme of software system, and gives the program design flow of every module and part of the implementation code.Finally, has carried on the system debugging to dc resistance tester, the experimental data show that the instrument can to real-time monitor power quality, achieve the expected goals, has a certainpractical value.Key words Transformer measurement Dc resistance tester AD7710目 录第1章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 直流电阻测试仪的发展状况 (2)1.3 论文的主要内容及结构 (3)第2章直流电阻测试仪的测试方法 (4)2.1 电阻的测量方法 (4)2.1.1 电桥法 (4)2.1.2 电流电压表法 (6)2.1.3 微机辅助测量法 (7)2.2 电感对测量的影响 (9)2.2.1 快速测量电阻的方法 (10)2.2.2 提高测量范围和精度的方法 (11)2.3 本章小结 (12)第3章系统总体框架及主要器件介绍 (13)3.1 系统总体框架 (13)3.2 单片机C8051F340 (14)3.2.1 C8051F340简介 (14)3.2.2 内部结构及资源分配 (15)3.3 A/D转换器AD7710 (17)3.3.1 内部结构 (19)3.3.2 引脚定义 (19)3.3.3 24位控制寄存器定义 (21)3.4 本章小结 (22)第4章仪器硬件设计 (23)4.1 处理器模块 (23)4.2 数据采集模块 (24)4.3 通信模块 (26)4.4 显示模块 (26)4.5 键盘模块 (28)4.6电源模块 (28)4.7 本章小结 (29)第5章系统软件设计 (30)5.1 主程序设计 (30)5.2 AD7710的读写操作子程序设计 (31)5.2.1 AD7710写操作 (33)5.2.2 AD7710读操作 (39)5.3 直流电阻测试仪简单测试 (42)5.4 本章小结 (43)第6章总结 (44)参考文献 (45)致谢 (48)第1章绪论第1章绪论1.1 研究背景小电阻在各种电器设备中随处可见,像电力电缆、通讯电缆、断路器、继电器、电机和变压器等设备的接触电阻,这些电阻阻值相当小,可达到毫欧姆数量级,本来就很不容易测量,再加上温度的变化也会影响电阻的阻值,当测量时间过长、电源供电太久都有可能造成所测的电阻值随着温度的增加而偏高,这些情况在实际应用中都有可能造成很大的偏差,从而影响测量结果[1]。
直流电阻测试仪的工作原理引言:直流电阻测试仪是一种用来测量电路中直流电阻的仪器。
在电子工程和电路维修中,直流电阻测试仪是一种常用的工具。
本文将介绍直流电阻测试仪的工作原理及其应用。
一、直流电阻测试仪的原理直流电阻测试仪的工作原理基于欧姆定律,它通过测量电压和电流的关系来计算电路中的电阻。
直流电阻测试仪通常由电压源、电流表和电阻测量电路组成。
1. 电压源:直流电阻测试仪的电压源提供稳定的直流电压。
常见的电压源包括干电池、电池组或直流电源。
这个电压源会提供一个已知的电压值,用于测试电路中的电阻。
2. 电流表:电流表是直流电阻测试仪中的核心部件。
它用来测量电路中的电流。
电流表一般采用串联电流表的形式,通过将电流表接入电路中,测量通过电路的电流大小。
3. 电阻测量电路:电阻测量电路是直流电阻测试仪中的关键部分。
它通过将电阻与电流表串联,测量通过电阻的电流来计算电阻值。
电阻测量电路通常包括一个电流限制电阻和一个测量电阻。
二、直流电阻测试仪的工作流程直流电阻测试仪的工作流程可以分为以下几个步骤:1. 设置电流值:需要设置电流表的量程和测量电流值。
根据待测电阻的阻值范围选择合适的量程,并通过调节电流表的旋钮设置测量电流的大小。
2. 连接电路:将直流电阻测试仪的电流表和电压源与待测电阻相连。
一端通过电流表连接到电流源,另一端通过电压源连接到电源的负极。
确保连接稳固,避免接触不良。
3. 测量电阻:打开直流电阻测试仪的电源,使电流通过待测电阻。
通过电流表测量通过电路的电流值,并记录下来。
同时,通过电压源测量电路两端的电压值。
4. 计算电阻:根据欧姆定律,电阻值等于电压除以电流。
通过计算测得的电压值和电流值,可以得到待测电阻的阻值。
三、直流电阻测试仪的应用直流电阻测试仪广泛应用于电子工程和电路维修中。
它可以用来测试电路中的导线、电阻器、电容器、电感器等元件的电阻值。
1. 电路维修:直流电阻测试仪可以帮助工程师快速定位故障点。
毕业设计题目:直流电阻测试仪的设计院:电气信息学院专业:电子技术班级: 1101 学号: 201001180111 学生姓名:导师姓名: XXXX 完成日期: 2015年6月8号诚信声明本人声明:1、本人所呈交的毕业设计(论文)是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果;2、据查证,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,毕业设计(论文)中不包含其他人已经公开发表过的研究成果,也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料;3、我承诺,本人提交的毕业设计(论文)中的所有内容均真实、可信。
作者签名:日期:年月日毕业设计(论文)任务书题目:直流电阻测试仪的设计与研究姓名 XXXXX 学院电气信息学院专业电子技术班级 1XXX 学号 201001180111 指导老师 XXXX 职称讲师教研室主任 XXXXX一、基本任务及要求:本课题的只要内容是设计并制作能够测量电机、变压器等感性负载的直流电阻测试仪。
其具体要求如下:1、恒流源输出:1A-10A;2、ADC分辨率10位以上;3、液晶或数码管显示测量值。
二、进度安排及完成时间:1、第一周至第二周:查阅资料、撰写文献综述和开题报告;2、第三周至第四周:毕业实习;3、第五周至第六周:学习单片机;4、第七周至第八周:各参数测试算法研究;5、第九周至第十一周:完成系统硬件电路的设计;6、第十二周至第十三周:完成单片机程序的编写;7、第十四周至第十五周:撰写设计说明书;8、第十六周:毕业设计答辩目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (3)1.1课题研究背景及意义 (3)1.2直流电阻测试仪的研究现状 (4)1.3课题的主要研究内容 (5)第二章直流电阻测试仪方案设计 (6)2.1直流电阻测试仪的原理 (6)2.2整体方案设计 (7)2.3 单片机的选型 (7)2.4 A/D转换器的选型 (9)2.5 显示LCD (10)第三章测试仪的硬件设计 (11)3.1 单片机最小系统 (11)3.2恒流源模块 (12)3.3键盘显示模块 (12)3.4 A/D转换模块 (14)3.5 RS-232串口模块 (15)第四章测试仪的软件设计 (16)4.1 主程序设计 (16)4.2 键盘程序设计 (17)4.3 电压检测设计 (18)4.4 计算电阻值 (18)第五章仿真与调试 (20)5.1 系统仿真 (20)5.2 硬件调试 (20)总结 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录系统总电路 (24)湖南工程学院毕业设计论文直流电阻测试仪的设计与研究摘要:电力变压器直流电阻测量是变压器出厂及预防性试验的主要项目之一,但电力变压器固有的时间常数较大,研究缩短电力变压器直流电阻的测量时间具有重要意义。
本论文主要研究了电力变压器直流电阻测量的基本原理和各种快速测量的方法,用Protel99SE对各种测量方法进行仿真分析,分析了其优缺点及现场适用性,进而提出了一种切实可行的测量方法,并且利用单片机进行系统设计实现电力变压器直流电阻快速测量的目的。
关键词:电力变压器,直流电阻,Protel99SE,单片机1直流电阻测试仪的设计The Design and Implementationof the Dc Resistance TesterAbstract:Transformer’s DC resistance measurement is one of the primary item before transformer leaving factory and precautionary test.The inherent time constant of transformer is quite long, so it is very important to study how to shorten the measuring time. In this dissertation the primary principle of transformer’s DC resistance measurement and all kinds of rapid measuring methods is studied, emulated and analyzed by Protel99SE, their advantage and disadvantage is analyzed and their on-site applicability is compared. Then one feasible measuring method is brought forward and the aim to rapidly measure transformer’s DC resistance is implemented through system design using singlechip.Key words: transformer; direct; current resistance; Protel99SE; singlechip2湖南工程学院毕业设计论文3 第一章 绪论1.1课题研究背景及意义测量变压器绕组的直流电阻是一个很重要的试验项目,在电力变压器的生产、安装、例行检修、不定期检查以及故障排查时都需要对变压器绕组直流电阻进行检测,以保证变压器能够正常运行。
电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。
变压器的作用是多方面的,不仅能升高电压把电能送到用电地区,还能把电压降低为各级使用电压,以满足用电的需要。
它是电网的稳定和安全运行的直接保障,一旦变压器出现故障,就需要拉闸限电,甚至会出现大面积的停电事故,从而造成巨大的无法挽回的经济损失。
所以电力变压器从生产到安装再到投入运行,其质量问题和故障检测都直接影响到人们的正常的生活和工作。
在《电力设备试验规程》中,绕组直流电阻检测的次序排在变压器试验项目的第二位,《规程》规定了电力变压器绕组直流电阻的检测周期为:(1) 1-3年必须检测;(2) 无励磁调压变压器变换分接位置后必须检测;(3) 有载调压变压器的分接开关检修后必须检测;(4) 大修小修后必须检测;(5) 必要时进行检测。
另外,《规程》还对大型变压器做出了相应的要求:(6) 1.6MVA 以上变压器,各相绕组电阻相互间的差别不应大于三相平均值的2%,无中性点引出的绕组,线间差别不应大于三相平均值的1%。
(7) 1.6MVA 及以下的变压器,相间差别一般不大于三相平均值的4%,线间差别一般不大于三相平均值的2%。
(8) 与以前相同部位测得值比较,其变化不应大于2%。
如电阻相间差在出厂时超过规定,制造厂需说明这种偏差的原因。
(9) 不同温度下的电阻值按下式换算:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=1212t T t T R R (1.1)式中1R 、2R 分别为在温度1t 、2t 时的电阻值;T 为计算用常数,铜导线取235,铝导线取225。
直流电阻测试仪的设计4变压器是由绕在同一铁芯上的两个或两个以上的线圈绕组组成,绕组之间是通过交变磁场而联系着并按电磁感应原理工作。
其绕组具有大电感、微电阻的特点,因而其固有的时间常数也很大,电阻值的覆盖范围较宽。
且绕组数多,一般低压侧需测量六个绕组,高压侧有多个分接位,每个分接位需测量三个绕组。
由于电力变压器本身的这些特点,目前电子仪器在电阻测量的精度和自动测试等方面还不能满足要求。
因此,研制精密、快速、自动的测量装置具有重要的实际意义。
1.2直流电阻测试仪的研究现状目前变压器直流电阻测量的方法有电压降法、电桥法和三相绕组测量法三种:(1)电压降法:其原理是在被测电阻中通以直流电流,测量该电阻上的电压降,根据欧姆定律即可算出被测电阻值。
测量绕组直流电阻时,对每相绕组进行直流电阻的测量,然后利用测量数据,计算得出线圈的直流电阻。
在不具备电桥的地方,一般采用这种测量方法。
因为每相绕组可以等效成电阻和电感的串联电路,在接通电源后,电感中电流从零逐渐增加,最后达到一稳定数值,电感两端电压则从零忽然增加到电源电压,然后逐渐下降到稳态值,需要一个过渡过程,过程的长短取决于电路的时间常数R L t / 。
这种方法的主要缺点是需要较长的时间才能测到准确值。
(2)电桥法:电桥法分为单臂电桥法和双臂电桥法两种,原理都是利用检流计、电池、标准电阻进行测量。
其中单臂电桥法的成本低,但是测量误差较大,测量时间很长;而双臂电桥法虽然改善了单臂电桥的引线误差问题,使得测量精度大大提高,但是测量时间还是很长。
(3)三相绕组同时加压法:即在变压器的三相绕组同时加电压,同时测量每相的直流电阻。
三相绕组同时加电压时,在每相绕组中通入的电流从零开始增加,由右手螺旋定则可知,三相电流在每个铁心柱中产生的磁通方向不同,它们的作用相互抵消,结果是使铁心中的合成 磁通近似为零。
这使电感值L 大为减小,因此时间常数τ也就降为最低,测试时电流变化的过渡过程大为缩短,短时间内便能获得稳定的电流值,进而求出绕组的直流电阻值。
此方法是根据楞次定律,使各相电流所产生的磁通在铁心中相互抵消,合成磁通为零,从而减小电感L 值,使电路的时间常数减小,即减少了测量直流电阻的时间,提高了工作效率。
在测量时,还应考虑绕组电阻的大小受温度影响的因素和直流电阻的不平衡率等问题。
早期用来测量直流电阻的仪器QJ42和QJ44根据的原理是电桥法测直流电阻。
这类仪器的直流电桥的测试电流为毫安级,用于测量变压器线圈直流电阻时,往往不能反映真实情况,造成错误的判断。
比如1984年6月12日,武安变电站进行电气设备预防湖南工程学院毕业设计论文5 性试验时,用QJ42型双臂电桥测量变压器侧线圈的直流电阻时,线圈的直流电阻平衡很好。
然而变压器油样的化验结果却存在严重问题,2H 、22H C 、3CH 、42H C 、CO 、2CO 等气体组分均严重超标。
根据色谱分析结果,吊芯检查发现,该变压器35kV 侧B 相线圈中性点连接处,存在趋于烧断的严重缺陷。
随后研究的电桥法测量仪器结合了数字技术,比如QJ84A ,其具有操作简便和读数醒目的特点,但在性能参数上并没有很大改进。
在测量具有高电感和低电阻双重特性的电力变压器绕组直流电阻时,像QJ42、QJ44和QJ84A 这类电桥法测量仪的测量时间长,附加误差大,优势不明显,其更多运用于普通电阻的在测量当中。
1.3课题的主要研究内容本论文将完成以下几个方面的工作:(1) 完成直流电阻测试仪的硬件设计。
芯片选型,确定选用的芯片;完成恒流源电路的设计;完成数模转换电路的设计;设计硬件原理图。
(2)完成直流电阻测试仪的软件设计。
根据选用芯片的时序要求,编写采样程序;根据显示屏的时序要求,编写显示程序。