一种大电流测试设备的校准装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于大电流测试设备技术领域，具体涉及一种大电流测试设备的校准装 置。
【背景技术】
[0002] 电阻焊设备（也称电阻焊机）或类似设备（如充磁机）的输出电流很大，一般在 千安培（kA)和万安培（10kA)级别，为标定和/或测试其电流，人们研发制造了一种能测试 2kA~200kA的大电流测试装置（俗称大电流测试仪）。这种大电流测试仪是基于罗氏线 圈作为电流传感器，罗氏线圈是获取被测电流的变化量（即微分信号f)，仪器的内部电路 再通过积分和数字处理方式得到被测试电流的值。基于这种原理，大电流测试仪既可以测 试交流电流，也可以测试脉动直流的电流。为了保证测试数据的准确性和一致性，就必须对 大电流测试仪进行校准（习惯称为计量）。目前的校准方法有国际校准方法、国内计量院所 校准方法和电焊机行业常用校准方法三种，它们一般都至少包括电压调节（晶闸管或调压 器）、升流器和基准/标准表系统三部分，要求供电容量大、体积大、笨重（都在百kg级别， 一般应该不低于200kg)，个别系统还需要水冷系统，因此传统的校准方法存在以下缺陷：
[0003] 1)校准所使用的源很笨重，一般在100kg~250kg(原因：一般需要校准的电流为 3. 5kA~50kA，需要获得大电流，必然输入容量很大，某些类似升流器（如焊接变压器）作 用的部件需要液体冷却，这样整体质量和体积都会比较大）；
[0004] 2)需要提供较大的供电能力才能进行校准，容量都会在几十至几百kVA级别，只 能在专用的场地或实验室校准，不能在普通且只有220V插座电源的场地进行校准（原因： 需要获得大电流，必然输入容量很大，按规定，普通插座电流不超过16A);
[0005] 3)量值传递（计量上称"溯源"）困难，且溯源的成本很高，且很多只能溯源到 10kA，能溯源50kA的很少（原因：常用的电流范围一般在5kA以下，大部分计量单位不会去 建立几万安培的电流基准）；
[0006] 4)校准成本高（原因：目前有能力校准万安培级的设备都存在体积大、笨重、占地 大、设备成本高、用电配置大、折旧费用高）；
[0007] 5)基本不能实现移动校准，不能很方便的将设备运到有校准需求的单位进行校准 (原因：校准系统分为几大部件，需要拆装、运输、安装调试）。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种大电流测试设备的校准装置。
[0009] 本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
[0010] 一种大电流测试设备的校准装置，包括单片机系统、固态调压器、固态继电器、整 流桥、方波发生器和校准模块，所述单片机系统的1/01端口连接有逻辑电平转移电路，所 述单片机系统的1/02端口设置有显示屏，所述单片机系统的1/03端口设置有控制面板， 所述校准模块包括继电器切换电路和校准线圈，所述校准线圈设置有三个抽头，所述校准 线圈通过三个所述抽头与所述继电器切换电路连接，所述继电器切换电路通过继电器驱动 电路与所述单片机系统的1/04端口连接，所述固态调压器与所述固态继电器串联，所述整 流桥并联在所述固态继电器的输出端，所述方波发生器并联在所述整流桥的输出端，所述 方波发生器的输入端设置有整流二极管和开关触点，所述固态调压器的输入端设置有电源 开关，所述电源开关与所述固态调压器之间的线路中设置有控制变压器，所述控制变压器 连接有整流稳压电路，所述固态调压器的电压调节端口通过第一驱动电路与所述逻辑电平 转移电路的第一输出端连接，所述固态继电器的控制端通过第二驱动电路与所述逻辑电平 转移电路的第二输出端连接，所述第二驱动电路与所述逻辑电平转移电路之间的线路中设 置有保护电路，所述固态继电器与所述整流桥之间的线路中设置有电流互感器，所述电流 互感器的二次电流输出端口通过信号放大精密整流电路与所述单片机系统的第一AD转换 器输入端连接，所述方波发生器的功率开关管控制端通过变压器隔离电路和晶体管与所述 单片机系统的1/05端口连接，所述方波发生器的输出端设置有霍尔传感器，所述霍尔传感 器的电流信号输出端通过真有效值转换电路与所述单片机系统的第二AD转换器输入端连 接，所述整流桥的两个交流输入端、所述整流桥的正极输出端和负极输出端、所述方波发生 器的两个电源输出端均与所述继电器切换电路连接。
[0011] 进一步地，所述显示屏同时与所述单片机系统的1/02端口和所述逻辑电平转移 电路连接。
[0012] 进一步地，所述单片机系统、所述整流稳压电路、所述第一驱动电路、所述第二驱 动电路、所述保护电路、所述信号放大精密整流电路、所述变压器隔离电路、所述晶体管、所 述真有效值转换电路、所述逻辑电平转移电路和所述继电器驱动电路均设置在同一块PCB 电路板上。
[0013] 进一步地，所述继电器驱动电路包括达林顿驱动芯片、第一继电器、第二继电器、 第三继电器、第四继电器、第五继电器和第六继电器，所述第一继电器、所述第二继电器、所 述第三继电器、所述第四继电器、所述第五继电器和所述第六继电器的线圈一一对应连接 在所述达林顿驱动芯片的六个输出管脚上，所述第一继电器、所述第二继电器、所述第三继 电器、所述第四继电器、所述第五继电器和所述第六继电器均设置有限流电阻，所述达林顿 驱动芯片的输入端接在所述单片机系统的1/04端口上。
[0014] 更进一步地，所述继电器切换电路由所述第一继电器、所述第二继电器、所述第三 继电器、所述第四继电器、所述第五继电器和所述第六继电器的常开触点组成，所述第一继 电器的第一常开触点作为所述开关触点设置在所述方波发生器的第一电源输入端，所述第 一继电器第一常开触点的第一端与所述方波发生器的输入端连接，所述第一继电器第一常 开触点的第二端同时与所述整流桥的负极输出端和所述第二继电器第一常开触点的第一 端连接，所述第四继电器常开触点的第一端、所述第五继电器常开触点的第一端和所述第 六继电器常开触点的第一端分别与所述校准线圈的三个抽头连接，所述第四继电器常开触 点的第二端同时与所述第五继电器常开触点的第二端、所述第六继电器常开触点的第二 端、所述第一继电器第二常开触点的第一端、所述第三继电器第二常开触点的第一端和所 述第二继电器第二常开触点的第一端连接，所述第二继电器第一常开触点的第二端同时与 所述第三继电器第一常开触点的第一端、所述第一继电器第三常开触点的第一端和所述校 准线圈连接，所述第一继电器第三常开触点的第二端穿过所述霍尔传感器并与所述方波发 生器的第一输出端连接，所述第一继电器第二常开触点的第二端与所述方波发生器的第二 输出端连接，所述二极管的负极与所述方波发生器的第二电源输入端连接，所述二极管的 正极同时与所述整流桥的正极输出端和所述第二继电器第二常开触点的第二端连接，所述 第三继电器第二常开触点的第二端与所述整流桥的第一交流输入端连接，所述第三继电器 第一常开触点的第二端与所述整流桥的第二交流输入端连接。
[0015] 本发明的有益效果在于：
[0016] 1、整个校准装置体积小、重量轻；
[0017] 2、所需电源容量小，只要有普通的220V供电即可使用，一般的办公室场所均可；
[0018] 3、具有固态调压器结构，可自行提供一个比较稳定的电流，克服了采用电阻焊机 做校准源时的大电流不易稳定的问题；
[0019] 4、便于溯源，溯源成本低，校准成本也低；
[0020] 5、实现了移动校准，整个装置类似一个普通计算机主机箱大小，且完全集成在一 起，没有安装调试过程，即插即用。
【附图说明】
[0021] 图1是本发明所述大电流测