专利名称：一种电缆电阻测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电缆电阻测量系统。
背景技术：
电缆作为电站和输配电线路的最基本的组成部分，其质量的好坏关系到电站是否能够持久的正常工作，而电缆的电阻是决定其质量好坏的一个重要因素。目前，电缆电阻的测量装置主要有两种直流电桥和微电阻测量仪。直流电桥操作不灵活且精度不高，而微电阻测量仪虽能实现直流电阻数字化测量，但其所测量电流过大，往往会造成电缆发热，也会导致测量精度不高。
实用新型内容本实用新型为解决上述现有的电缆电阻测量装置测量精度不高的问题，提供一种电缆电阻测量系统，该电缆电阻测量系统的测量精度较高，测出的电阻值更准确。本实用新型的电缆电阻测量系统，包括第一电源、中央处理单元、采样电阻、在恒流区工作的MOS管、在线性状态工作的第一运算放大器、在线性状态工作的第二运算放大器和在线性状态工作的第三运算放大器；所述第一电源的正极与待测电缆的一端相连，待测电缆的另一端与米样电阻的一端相连，采样电阻的另一端与MOS管的漏极相连，MOS管的源极与第一电源的负极相连，第一运算放大器的两个输入端分别与待测电缆的两端相连，第一运算放大器的输出端与中央处理单元相连，第二运算放大器的两个输入端分别与采样电阻的两端相连，第二运算放大器的输出端与中央处理单元相连，第三运算放大器的反相输入端与第二运算放大器的输出端相连，第三运算放大器的同相输入端与中央处理单元相连且由中央处理单元向其提供第一基准电压，第三运算放大器的输出端与MOS管的栅极相连。进一步地，所述电缆电阻测量系统还包括继电器、在线性状态工作的第四运算放大器和控制继电器线圈得电或失电的光耦单元，第四运算放大器的同相输入端与第二运算放大器的输出端相连，第四运算放大器的反相输入端与中央处理单元相连且由中央处理单元向其提供第二基准电压，第四运算放大器的输出端与光耦单元相连，光耦单元与继电器的线圈相连，继电器的常开触点设置在所述第一电源的正极与待测电缆之间。进一步地，所述电缆电阻测量系统还包括继电器、第二电源、调整电阻、在线性状态工作的第五运算放大器、安装在MOS管上的热敏电阻和控制继电器线圈得电或失电的光耦单元，继电器的常开触点设置在所述第一电源的正极与待测电缆之间，热敏电阻的一端与第二电源的正极相连，热敏电阻的另一端与调整电阻的一端相连，调整电阻的另一端与第二电源的负极相连，第五运算放大器的同相输入端与热敏电阻的与调整电阻相连的一端相连，第五运算放大器的反相输入端与中央处理单元相连且由中央处理单元向其提供第三基准电压，第五运算放大器的输出端与光耦单元相连，光耦单元与继电器的线圈相连。 进一步地,所述电缆电阻测量系统还包括电流换向电路，所述电流换向电路包括第一开关、与第一开关联动的第二开关、第三开关和与第三开关联动的第四开关，第一开关的两端分别与第一电源正极和待测电缆的第一端相连，第二开关的两端分别与待测电缆的第二端和采样电阻的第一端相连，第三开关的两端分别与第一电源正极和待测电缆的第二端相连，第四开关的两端分别与待测电缆的第一端和采样电阻的第一端相连。进一步地，所述中央处理单元为单片机。进一步地，所述第一电源为开关电源。进一步地，所述电缆电阻测量系统还包括与中央处理单元相连并显示待测电缆电阻值的显示单元。本实用新型的有益效果是通过如上述方式在该电缆电阻测量系统中设置MOS管，可使主回路中的电流恒定，恒定的电流有利于中央处理单元采集电压信号，使测量精度更高。另外，由于第一基准电压由中央处理单元提供，通过改变第一基准电压，可以改变主回路中的电流，即可以在几个不同的电流下测量待测电缆的电阻，然后进行平均计算，可以 进一步提闻测量精度。
图I是本实用新型一种实施方式的电缆电阻测量系统的原理示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，
以下结合附图及实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式
仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图I所示，本实用新型一种实施方式的电缆电阻测量系统，包括第一电源I、中央处理单元3、采样电阻4、第一运算放大器5、第二运算放大器6、第三运算放大器7、M0S管8 ;所述第一电源I的正极与待测电缆2的一端相连，待测电缆2的另一端与采样电阻4的一端相连，米样电阻4的另一端与MOS管8的漏极相连,MOS管8的源极与第一电源I的负极相连，第一运算放大器5的两个输入端分别与待测电缆2的两端相连，第一运算放大器5的输出端与中央处理单元3相连，第二运算放大器6的两个输入端分别与采样电阻4的两端相连，第二运算放大器6的输出端与中央处理单元3相连，第三运算放大器7的反相输入端与第二运算放大器6的输出端相连，第三运算放大器7的同相输入端与中央处理单元3相连且由中央处理单元3向其提供第一基准电压，第三运算放大器7的输出端与MOS管8的栅极相连。MOS管的全称是金属-氧化物-半导体场效应管。运算放大器通常有两种工作状态线性工作状态和非线性工作状态。要使运算放大器工作在线性状态或非线性状态，需要进行不同的电路配置，当然，对本领域的普通技术人员来说，如何配置电路使运算放大器工作在线性状态或非线性状态是本领域的常规做法，现有的公开资料中也有介绍，故此处不作更多说明。本实施方式中，第一运算放大器5、第二运算放大器6和第三运算放大器7均工作在线性工作状态。第一运算放大器5截取待测电缆2两端的电压，经放大后输入中央处理单元3中；第二运算放大器6截取采样电阻4两端的电压，经放大后输入中央处理单元3中；采样电阻4的电阻值是预先存储在中央处理单元3中的。设待测电缆2的电阻值为R1，第一运算放大器5输入中央处理单元3的电压为Vl，第一运算放大器5的放大倍数为NI，采样电阻4的电阻值为R2，第二运算放大器6输入中央处理单元3的电压为V2，第二运算放大器6的放大倍数为N2，则计算待测电缆2的电阻值的公式为R1=(V1*N2*R2)/(V2*N1)。本实施方式中，MOS管8工作在恒流区。MOS管8工作在恒流区的条件VGS彡VT,且V3 SVGS-VT。其中，VGS是栅源极电压；VT是开启电压，VT也是栅源极之间的电压，不过它是个固定值，每个MOS管都有一个固定的开启电压VT，它的大小由本身的制作工艺决定；V3是漏源极电压。 漏极电流Il受漏源极电压V3控制，漏源极电压V3受第三运算放大器7的同相输入端和反相输入端之间的电压差控制。在该电缆电阻测量系统工作时，假设第三运算放大器7的同相输入端的电压大于反相输入端的电压。若想增大主回路的电流，中央处理单元3可增大第一基准电压，则第三运算放大器7的同相输入端和反相输入端之间的电压差增大，漏源极电压V3随之增大，漏极电流Il也随之增大，即主回路的电流也增大了。主回路的电流增大后，第三运算放大器7的反相输入端的电压增大，第三运算放大器7的同相输入端和反相输入端之间的电压差减小，主回路的电流又会减小，但减小的幅度小于增大的幅度，经过多次反复，最终当主回路电流稳定下来时，电流还是增大的。若想减小主回路的电流，可采用相反的方法。总而言之，通过改变第一基准电压，可改变主回路的电流，实现不同电流值下对待测电缆2电阻值的测量，通过对不同电流值下测得的待测电缆2电阻值进行平均计算或进行其它方式的综合处理，使测量结果更精确。所述的主回路是指从第一电源I的正极出发，经过待测电缆2、采样电阻4和MOS管8，并流回到第一电源I负极的电流回路。所述电缆电阻测量系统还包括第四运算放大器9、继电器和控制继电器线圈12得电或失电的光耦单元10，第四运算放大器9的同相输入端与第二运算放大器6的输出端相连，第四运算放大器9的反相输入端与中央处理单元3相连且由中央处理单元3向其提供第二基准电压，第四运算放大器9的输出端与光耦单元10相连，光耦单元10与继电器的线圈12相连，继电器的常开触点13设置在所述第一电源I的正极与待测电缆2之间。第四运算放大器9工作在非线性状态，若主回路的电流过大，第二运算放大器6的输出端电压会增大，即第四运算放大器9的同相输入端的电压增大，第四运算放大器9的输出端电压会有变化，光耦单元10会随之动作，导致继电器的线圈12失电，继电器的常开触点13断开，主回路被切断，避免了电流过大对主回路中相关器件的损害，即具有过电流保护功能。所述电缆电阻测量系统还包括第五运算放大器14、第二电源21、调整电阻22和安装在MOS管8上的热敏电阻15，调整电阻22的阻值不变，热敏电阻15的一端与第二电源21的正极相连，热敏电阻15的另一端与调整电阻22的一端相连，调整电阻22的另一端与第二电源21的负极相连，第五运算放大器14的同相输入端与热敏电阻15的与调整电阻22相连的一端相连。第五运算放大器14的反相输入端与中央处理单元3相连且由中央处理单元3向其提供第三基准电压，第五运算放大器14的输出端与光耦单元10相连，光耦单元10与继电器的线圈12相连。第五运算放大器14工作在非线性状态，若MOS管8的温度升高，则热敏电阻15的阻值减小，则第五运算放大器14的同相输入端的电压升高，电压升高到一定程度时，第五运算放大器14的输出端的电压会有变化，光耦单元10会随之动作，导致继电器的线圈12失电，继电器的常开触点13断开，主回路被切断，避免MOS管8温度过高时该电缆电阻测量系统还在工作，导致测量结果不准确，即具有过温保护功能。所述电缆电阻测量系统还包括电流换向电路，所述电流换向电路包括第一开关16、与第一开关16联动的第二开关17、第 三开关18和与第三开关18联动的第四开关19，第一开关16的两端分别与第一电源I正极和待测电缆2的第一端相连，第二开关17的两端分别与待测电缆2的第二端和采样电阻4的第一端相连，第三开关18的两端分别与第一电源I正极和待测电缆2的第二端相连，第四开关19的两端分别与待测电缆2的第一端和采样电阻4的第一端相连。电流换向电路的作用是改变从待测电缆2流过的电流的方向。所述联动是指两个开关同时动作，即当驱动一个开关闭合时，与之联动的另一个开关也随之闭合。当第一开关16和第二开关17闭合、第三开关18和第四开关19断开时，主回路的电流从图I所示的待测电缆2上端向下端流动；当第一开关16和第二开关17断开、第三开关18和第四开关19闭合时，主回路的电流从图I所示的待测电缆2下端向上端流动。通过改变电流流向，可在不同的电流流向下测量待测电缆2的电阻值，使测量结果更精确。第一电源I优选为开关电源。所述中央处理单元3可选用各种智能处理部件，优选为单片机。所述电缆电阻测量系统还包括与中央处理单元3相连并由中央处理单元3向其输入待测电缆2电阻值的显示单元20。显示单元20的作用是用来显示待测电缆2的电阻值，方便操作人员查看。以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种电缆电阻测量系统，其特征在于，包括第一电源、中央处理单元、采样电阻、在恒流区工作的MOS管、在线性状态工作的第一运算放大器、在线性状态工作的第二运算放大器和在线性状态工作的第三运算放大器； 所述第一电源的正极与待测电缆的一端相连，待测电缆的另一端与采样电阻的一端相连，采样电阻的另一端与MOS管的漏极相连，MOS管的源极与第一电源的负极相连，第一运算放大器的两个输入端分别与待测电缆的两端相连，第一运算放大器的输出端与中央处理单元相连，第二运算放大器的两个输入端分别与采样电阻的两端相连，第二运算放大器的输出端与中央处理单元相连，第三运算放大器的反相输入端与第二运算放大器的输出端相连，第三运算放大器的同相输入端与中央处理单元相连且由中央处理单元向其提供第一基准电压，第三运算放大器的输出端与MOS管的栅极相连。
2.如权利要求I所述的电缆电阻测量系统，其特征在于，所述电缆电阻测量系统还包括继电器、在线性状态工作的第四运算放大器和控制继电器线圈得电或失电的光耦单元，第四运算放大器的同相输入端与第二运算放大器的输出端相连，第四运算放大器的反相输入端与中央处理单元相连且由中央处理单元向其提供第二基准电压，第四运算放大器的输出端与光耦单元相连，光耦单元与继电器的线圈相连，继电器的常开触点设置在所述第一电源的正极与待测电缆之间。
3.如权利要求I所述的电缆电阻测量系统，其特征在于，所述电缆电阻测量系统还包括继电器、第二电源、调整电阻、在线性状态工作的第五运算放大器、安装在MOS管上的热敏电阻和控制继电器线圈得电或失电的光耦单元，继电器的常开触点设置在所述第一电源的正极与待测电缆之间，热敏电阻的一端与第二电源的正极相连，热敏电阻的另一端与调整电阻的一端相连，调整电阻的另一端与第二电源的负极相连，第五运算放大器的同相输入端与热敏电阻的与调整电阻相连的一端相连，第五运算放大器的反相输入端与中央处理单元相连且由中央处理单元向其提供第三基准电压，第五运算放大器的输出端与光耦单元相连，光耦单元与继电器的线圈相连。
4.如权利要求I所述的电缆电阻测量系统，其特征在于，所述电缆电阻测量系统还包括电流换向电路，所述电流换向电路包括第一开关、与第一开关联动的第二开关、第三开关和与第三开关联动的第四开关，第一开关的两端分别与第一电源正极和待测电缆的第一端相连，第二开关的两端分别与待测电缆的第二端和采样电阻的第一端相连，第三开关的两端分别与第一电源正极和待测电缆的第二端相连，第四开关的两端分别与待测电缆的第一端和米样电阻的第一端相连。
5.如权利要求I所述的电缆电阻测量系统，其特征在于，所述中央处理单元为单片机。
6.如权利要求I所述的电缆电阻测量系统，其特征在于，所述第一电源为开关电源。
7.如权利要求I所述的电缆电阻测量系统，其特征在于，所述电缆电阻测量系统还包括与中央处理单元相连并显示待测电缆电阻值的显示单元。
专利摘要本实用新型提供了一种电缆电阻测量系统，包括第一电源、中央处理单元、采样电阻、MOS管和三个运算放大器；第一电源与待测电缆相连，待测电缆与采样电阻相连，采样电阻与MOS管的漏极相连，MOS管的源极与第一电源相连，第一运算放大器的两个输入端分别与待测电缆的两端相连，第一运算放大器的输出端与中央处理单元相连，第二运算放大器的两个输入端分别与采样电阻的两端相连，第二运算放大器的输出端与中央处理单元相连，第三运算放大器的反相输入端与第二运算放大器的输出端相连，第三运算放大器的同相输入端与中央处理单元相连，第三运算放大器的输出端与MOS管的栅极相连。该电缆电阻测量系统的测量精度较高，测出的阻值更准确。
文档编号G01R27/16GK202372576SQ20112047669
公开日2012年8月8日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者刘思超, 廖宇, 曾宇钿, 秦福坤, 邓林旺 申请人:比亚迪股份有限公司