专利名称：微电脑电机电量监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型发明涉及一种用于测试电机运行各参数，及三相三线制或单相负荷的监测仪。属于智能化电量测试仪表技术领域。
电机的合理利用一直是广为关注问题，因为它涉及到设备的合理配套及能量的节约问题。以往在监测电机运行各参数时，均是采用人工断电形式测量，因此由此带来的问题很多，如测试误差、测试有合理等，况且断电方式测试在许多状态下是不允许的！随着微电子技术的不断发展，特别是微处理机的出现，目前市场上也有采用以单片微处理机为核心的电机电量测试仪，但其采取的测试方式是对交流信号的直接测取故有很大局限性的。至使测量精度受到限止，且仪器硬件部分体积过大，成份较高。
本实用新型在于提供一种以单片微处理机为核心，依据矢量运行原理，将交流信号转换成直流信号进行电参数测试记录的仪器。本仪器改以往测量仪中的不足，在配备的专用钳形电流互感器及四笔打印机的共同作用下，可在线监测出各种中、小型单相或三相电机输入电量，经过运行将一些运算结果和测试结果显示出或打印出来。与本实用新型工作原理相仿的监测仪，目前在市场上还未见到。
以下结合附图详细叙述其工作原理本监测仪的测量运算原理是利用矢量法进行迭加，在一定特殊硬件前提下，利用软件进行部分参数的求取。
附
图1为A相矢量图。如令｜U＋I｜＝A，则功率因数角可由下式求出CosφA＝ (A2-U2Am-I2Am)/(2UAmIAm)而三相三线制功率为P＝UABIACosφAB＋UCBICCosφCB附图2，为本测试仪(A相)原理框图(叙述以一相测试为例，其它两相相同)。它是由单片微处理机系统、信号检测电路，移相电路(C)、平均值变化电路、多路开关电路(D)、模数转换电路(A／D)、显示打印电路组成一体。根据测试原理的要求，本仪器每相的电流检测由电流检测互感器(A)承担且检测出的电压信号马上输入移相电路(C)中进行相位变化，这是因为电流互感器中，流经原付边线图的电流存在着比差和角差，为提高检测精度，故必须采取这样的补偿措施。然后，信号分成两路，一路进入由平均值变换电路(1)组成的电流信号通道，另一路送入由平均值变换电路(3)组成的功率信号通道。另一方面，电压检测是由检测变压器(B)完成。产生的电压信号也分成两路，一路进入由平均值变换电路(2)组成的电压信号通道，另一路也送入功率信号通道，在其中进行功率参数的运算。从平均值变换电路(1)、(2)、(3)输出的三路信号，被送入下一级的多路开关电路(D)中，之后从(D)输出再送往A／D转换电路。这部分框图见附图(3)。
在电流信号通道、电压信号通道及功率信号通道中为了减小误差，特别是克服简单的二极管整流电路引起的非线性误差，在经交流变换成直流信号时，本仪器采用了线性整流平均值变换电路。平均值变换电路(1)、(2)、(3)就是为此而设计的。附图4为本仪器采用的平均值变换电路典型之例。要说明的是(1)、(2)、(3)电路均为相同电路，(3)与(1)、(2)不同之处只是具有二输入端而已，这些可以附图5中看到。附图4中，二极管D1、D2、电阻R1、R2、R3运算放大器A2组成标准线性整流变换电路。信号电压通过可变电阻RW1输入到该电路中。经过整流变换的信号电压U′1经过R4后，马上送入由电容C1、C2电感L组成的标准∏型滤波电路中。
附图6为本仪器所采用的移相电路(D)的电路图。该电路实质上为一积分型移相电路。电容C与电阻Ra并联且跨接于运算放大器A1的(一)端及其输出端，同时电阻Rb2一端接地，另一端与电阻Rb1入端相连，Rb1出端与A1的(一)端相连，Rb2、Rb1组成Γ形分压电路。
附图7为本监测仪中A相A／D转换前端的完整的电路图。本仪器的多路开关(D)采用芯片CD4067完成。
本仪器提供的功能如下1.显示功能仪器面板上设有6位数码管构成的显示窗口，可任意选择显示三相线电压UAB、UBC、UCA；三相线电流IA、IB、IC；三相总有功功率；三相总无功功率；三相平均功率因数；三相总电度累计值。
2.打印功能仪器配有四笔打印机，可将上述各电量自动定时打印记录。
3.仪器工作方式仪器共有三种工作方式，方式0和方式1均为连续工作方式，瞬时测量方式为断续工作方式。
在方式0下工作时，仪器每分钟记录一组数据，为一分钟内各被测量的平均值，电度数为累计值，总的监测时间在1～99分钟内可任选。
在方式1工作时，仪器每小时记录组数据为前一小时的平均值，总的监测时间在1～99小时内任选。
瞬时测量方式，在此方式下，仪器不连续工作，只在按下“测量”按钮的同时，测量并记录一组数据，测量点数不限，测量时任选，便于其它仪器配合实现同步测量。
附图8为本仪器的面板示意图。
1为液品显示，2为单位显示，3为面板拨码开关。
本仪器的实施例如下输入信号幅度线电压220V～400V线电流0～100A被测电机容量55KW以下。
测量精度电流值≤2％电压值≤2％有功、无功功率≤2％功率因数≤2％电度值≤2％本仪器样机经实际工作检验，各项指标完全达到设计要求。不失为一种电机测试仪的更新换代产品。
权利要求1.一种由单片微处理机系统、信号检测电路、移相电路(C)、平均值变化电路、多路开关电路(D)、模数转换电路(A/D)、显示、打印电路组成一整体，放入一机壳内的测试仪，其特征在于(1)钳形电流互感器(A)连接于移相电路(C)的输入端，移相电路(C)输出端加到平均值变换电路(1)的输入端；(2)检测变压器(B)连接于平均值变换电路(2)的输入端；(3)平均值变换电路(3)与平均值变换电路(1)、(2)并行连接。
2.根据权利要求1所述的测试仪，其特征在于平均值变换电路(3)有两个输入端，分别连接移相电路(C)输出端和检测变压器(B)的输出端。
3.根据权利要求1所述的测试仪，其特征在平均值变换电路(1)、(2)、(3)的输出端加到由CD4067芯片组成的多路开关电路(D)的输入端上。
4.根据权利要求1所述的测试仪，其特征在于移相电路(C)中电容C与电阻Ra并联且跨接于运算放大器A1的(一)端及输出端，同时电阻Rb2一端接地，另一端与电阻Rb1入端相连，Rb1出端与A1的(一)端相连，Rb2、Rb1组成Γ形分压电路。
5.根据权利要求1所述的测试仪，其特征在于平均值变换电路(1)、(2)、(3)中，二极管D1、D2、电阻R3、运算放大器A2组成标准线性整流变换电路，且其输出端接R4，R4的出端后接一个由电容C1、C2、电感L组成的标准∏型滤波电路。
专利摘要一种用于监测电机运行各种参数及负荷变化的测试仪，是由单片微处理机为主体，配以接口芯片、打印机、显示器等组成。该测试仪一改往日测试仪的不足，采用对直流信号的测量，使精度大大提高，功能多，体积小，携带方便。在线测量电机输入电量，为电机的合理配套提高运行效率提供一良好的监测手段。
文档编号G01R31/34GK2081983SQ89220240
公开日1991年7月31日 申请日期1989年12月1日 优先权日1989年12月1日
发明者王一呜, 戴定宁, 王建洲 申请人:北京农业工程大学