专利名称：Um71移频补偿电容在线测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电容测量仪，特别是涉及测量UM71铁路信号设备中移频补偿电容的一种在线测量仪。
背景技术：
目前，通用的电容测量仪表都不能在线测量，即测量时要求先将被测电容从工作电路中断开，这对于运行中的铁路信号设备是不允许的。
现有铁路上应用的UM1移频信号专用测量仪也不能在线测量移频补偿电容。同时，也不能自动识别UM71铁路信号设备的工作载频，要求测量人员必须了解被测铁路线上当前移频信号的载频点，人工设定测量的条件参数，给测量工作造成不方便。另外，UM1移频信号专用测量仪没有存储测量数据的功能，不能直接与PC机连接，无法实现智能化管理。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种UM71移频补偿电容在线测量仪，它能对UM71移频补偿电容进行在线测量，并能自动识别移频补尝电容的工作载频，而无须人工设定，还能方便的存储测量数据并与计算机进行通信，便于后期对测得数据进行智能化的处理与管理。
本实用新型解决其技术问题，所采用的技术方案为一种UM71移频补偿电容在线测量仪，其构成为a、钳形电流互感器将采集到的被测电容的电流信号送一条独立的电流信号处理通道进行处理，该电流信号处理通道的构成为比例放大器将送来的信号经进行阻抗变换，比例放大，幅度调整后由程控滤波器滤除干扰信号得到较纯净的移频信号，该移频信号送有效值转换器转换得到信号有效值再送单片机处理；b、电压采样触头将采集的被测电容的工作电压信号送另一条独立的电压信号处理通道进行处理，该条独立的电压信号处理通道与电流信号处理通道的组成及处理过程基本相同；只是增加了一个施密特触发器，程控滤波器得到的较纯净的移频信号同时通过一电阻送该施密头触发器进行整形后得到方波信号再送单片机处理；c、电流信号处理通道的单片机与电压信号处理通道中的单片机相互连接以进行同步及数据交换，并进而计算得到全部测量结果。
工作时，施密特触发器对放大、滤波后的电压移频信号进行整形，得到移频方波信号，该方波信号送单片机后，由单片机的脉宽捕获口提取计算得到对应移频信号的频率F及角频率ω；两个通道的单片机从有效值转换器得到被测电容的电流、电压有效值，由单片机片内A/D转换器进行A/D转换，得到电流、电压的量化值I、V，再通过两单片机之间进行同步及数据交换，并根据公式C=IωV,]]>计算得到被测电容的容值C，最后对计算得到的连续多个电容值、电流、电压值等，通过单片机进行数字低频滤波，即获得被测电容容量、电流、电压及频率等全部测量结果。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是可对UM71移频补偿电容进行在线测量。且被测信号经过放大、滤波、A/D转换、低频数字滤波等处理过程，其测量结果准确、可靠、稳定；最终测量值为量化的数字信号，便于进一步的数据交换、处理与智能化管理等。
上述的电流信号处理通道或者电压信号处理通道中的单片机还直接与同通道中的程控滤波器相连，以自动设定程控滤波器的中心频率。
由于UM71移频设备有四个工作载频，任一被测电容中通过的移频信号的载频是四个载频中的一个。因此，在测量时程控滤波器的中心频率必须与被测信号的载频一致，这样才可线性地测得被测信号的相关数值。本实用新型采用上述的结构就能对UM71移频补偿电容的工作载频进行自动识别与设定，其智能逻辑过程为在系统初始化后，将UM71铁路移频设备固有的四个工作载频，逐一设定为程控滤波器的中心频率，并逐一记录每种情况所测的工作电压和工作电流的量化值，将工作电压和工作电流量化值都为最大值的中心频率设定为UM71当前移频信号的工作载频，这就完成了对UM71移频补偿电容工作载频的自动识别与设定，而无须人工设定。使测量过程的更为自动化与智能化，操作、使用更加方便。
上述的单片机内部带有Flash存贮器，全部测量结果储存在该Flash存贮器中。
这样，本实用新型测得的全部结果，能得以可靠保存，即使掉电也不会丢失。
上述的Flash存贮器储存的全部测量结果由单片机的串口经电平转换器后传给计算机，并由计算机进行处理，给出被测电容容值的变化曲线。这样方便进行后期分析与管理。
以下结合附图
和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明附图是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
附图示出，本实用新型的一种具体实施方式
为一种UM71移频补偿电容在线测量仪，其构成为a、钳形电流互感器12将采集到的被测电容C的电流信号送一条独立的电流信号处理通道进行处理，该电流信号处理通道的构成为比例放大器2将送来的信号经进行阻抗变换，比例放大，幅度调整后由程控滤波器3滤除干扰信号得到移频信号，该移频信号送有效值转换器4转换得到信号有效值再送单片机5处理；b、电压采样触头11将采集的被测电容C的工作电压信号送另一条独立的电压信号处理通道进行处理，该条独立的电压信号处理通道与电流信号处理通道的组成及处理过程基本相同；只是增加了一个施密特触发器10，程控滤波器3得到的较纯净的移频信号同时通过一电阻送该施密头触发器10进行整形后得到方波信号再送单片机5处理。
c、电流信号处理通道的单片机5与电压信号处理通道中的单片机5相互连接以进行同步及数据交换，并进而计算得到全部测量结果。
电流信号处理通道或者电压信号处理通道中的单片机5还直接与同通道中的程控滤波器3相连，以设定程控滤波器3的中心频率。实现对移频补偿电容的工作载频的自动识别与设定。
单片机5内部带有Flash存贮器，全部测量结果储存在该Flash存贮器中。
Flash存贮器储存的全部测量结果由单片机5的串口经电平转换器6传给计算机PC，并由计算机PC进行处理，给出被测电容容值的变化曲线。并由专门开发的应用软件进行智能化管理。
钳形电流互感器12为开孔的可张合的夹钳形电流传感器，允许不断开被测电容的连接导线，而由张开夹钳穿过导线后再闭合夹钳的方式，直接感应电流的大小。可采用较大的开口口径，以适于各种现有不同粗细的被测移频补偿电容的连接导线。电压采样触头11则可直接采用通常的两个电压表笔的夹钳夹在电容C的两端点即可。
本实用新型在实施时，单片机5还可与液晶显示器相连，将全部测量结果进行显示，便于测量与操作人员观察并及时进行操作与管理。当液晶显示器有稳定的测量结果显示时，可使用单片机5附的键盘进行人工交互。通过键盘输入被测电容编号，单片机5再自动结合当前测到的工作电压、工作电流、电容的容值、移频信号的上下边频等测量数据存储到单片机的Flash中，也可将Flash中存储的数据通过串行接口与PC机通信，由PC机上专门开发的应用软件进行智能化管理。
本实用新型设在单片机5和程控滤波器3中间的电平转换器6，其作用是将单片机5输出的0-3.2V TTL的电平转换为控制程控滤波器3所需的-5V到+5V的控制电平，使二者的电平更适配。
权利要求1.一种UM71移频补偿电容在线测量仪，其特征是a、钳形电流互感器(12)将采集到的被测电容(C)的电流信号送一条独立的电流信号处理通道进行处理，该电流信号处理通道的构成为比例放大器(2)将送来的信号经进行阻抗变换，比例放大，幅度调整后由程控滤波器(3)滤除干扰信号得到移频信号，该移频信号送有效值转换器(4)转换得到信号有效值再送单片机(5)处理；b、电压采样触头(11)将采集的被测电容(C)的工作电压信号送另一条独立的电压信号处理通道进行处理，该条独立的电压信号处理通道与电流信号处理通道的组成及处理过程基本相同；只是增加了一个施密特触发器(10)，程控滤波器(3)得到的移频信号同时通过一电阻送至施密特触发器(10)进行整形后得到方波信号再送单片机(5)处理；c、电流信号处理通道的单片机(5)与电压信号处理通道中的单片机(5)相互连接以进行状态同步及数据交换，并进而计算得到全部测量结果。
2.根据权利要求1所述的一种UM71移频补偿电容在线测量仪，其特征在于所述的电流信号处理通道或者电压信号处理通道中的单片机(5)还直接与同通道中的程控滤波器(3)相连，以设定程控滤波器(3)的中心频率。
3.根据权利要求1所述的一种UM71移频补偿电容在线测量仪，其特征在于所述的单片机(5)带有Flash存贮器，全部测量结果储存在该Flash存贮器中。
4.根据权利要求3所述的一种UM71移频补偿电容在线测量仪，其特征在于所述的Flash存贮器储存的全部测量结果由单片机(5)的串口经电平转换器(6)传给计算机(PC)，并由计算机(PC)进行处理，给出被测电容容值的变化曲线。
专利摘要本实用新型公开了一种UM71移频补偿电容在线测量仪，其主要构成为采集到的被测电容的电压、电流信号经各自的信号处理通道的比例放大器2进行比例放大、程控滤波器3滤波、有效值转换器4转换为有效值后送入单片机5进行处理，电压信号滤波后还经施密特触发器10整形得到方波信号送单片机5处理；两个通道的单片机相互交换数据和时序状态，并进行计算得到全部测量结果。它能对UM71移频补偿电容进行在线测量，并能自动识别移频补偿电容的工作载频，而无须人工设定，还能方便的存储测量数据并与计算机进行通信，便于后期的智能化处理与管理。
文档编号G01R27/26GK2725902SQ200420033809
公开日2005年9月14日 申请日期2004年5月31日 优先权日2004年5月31日
发明者罗文峰, 张家树, 贾东立, 吴学玲, 曹雁龙 申请人:西南交通大学, 曹雁龙