您好, 歡迎來(lái)到化工儀器網(wǎng)
變壓器繞組直流電阻測(cè)試儀的硬件設(shè)計(jì)
1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本裝置以80C196單片機(jī)為核心組成單片機(jī)控制單元,通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和I/O口擴(kuò)展,完成測(cè)試與控制功能,。電源部分是通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生單片機(jī)工作電源+5V和±1 2 V,其中,繼電器工作電源+12V由變壓器降壓,整流橋整流產(chǎn)生,。鍵盤(pán)只有四個(gè)按鍵,通過(guò)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)功能選擇,完成測(cè)試、存儲(chǔ)和打印功能,測(cè)試結(jié)果通過(guò)LCD顯示輸出,。單片機(jī)控制單元主要由80C196單片機(jī)為核心,外部擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器EPROM27128,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM6264和E2PROM2864,譯碼電路由兩片74LS138實(shí)現(xiàn),。地址鎖存由74LS373完成,I/O口擴(kuò)展由一片8255實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)對(duì)打印機(jī)的控制,輸出繼電器的控制,鍵盤(pán)的輸入和液晶顯示的控制。恒流源電路主要由恒流源的采樣電路,、比較電路等,將交流電通過(guò)整流橋?qū)⒔涣麟娮優(yōu)橹绷麟?經(jīng)電流調(diào)整和電流反饋,后實(shí)現(xiàn)0.1A～10A范圍的穩(wěn)流輸出,。測(cè)量回路主要由恒流源輸出穩(wěn)定電流直接通過(guò)電力變壓器繞組,不接入標(biāo)準(zhǔn)電阻(將串入電阻用繼電器短接),測(cè)量充電電流,當(dāng)充電電流達(dá)到設(shè)定值時(shí)將繼電器斷開(kāi),將電阻串入測(cè)量回路中。為了保證單片機(jī)供電穩(wěn)定性,繼電器控制電源單獨(dú)供電,。由于繞組電感的存在,殘余電流對(duì)使用者和測(cè)試設(shè)備將構(gòu)成威脅,因此必須有電流放電回路,電流放電回路由放電電阻和一個(gè)反向二管構(gòu)成,充電時(shí)二管關(guān)斷,電源對(duì)繞組充電,斷電時(shí)二管導(dǎo)通,繞組通過(guò)二管和放電電阻放電,。測(cè)量結(jié)束時(shí),將繼電器K1斷開(kāi),因變壓器繞組具有大電感,電流不能立即降為零,這樣就會(huì)產(chǎn)生很大的電勢(shì),因此必須加有放電回路,在本放電回路中,當(dāng)繼電器K1斷開(kāi)后,二管D1導(dǎo)通,繞組中電流通過(guò)放電電阻R4和二管形成回路,完成放電過(guò)程。放電電阻的選擇要適當(dāng),放電電阻越大,。電阻上消耗的功率越,放電時(shí)間越短,放電回路兩端的電壓越高,。因此放電電阻的選擇既要控制放電電壓值是安全的,又要使放電時(shí)間盡可能短。信號(hào)采集是針對(duì)80C196單片機(jī)而言的,為實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果的顯示及保護(hù)等功能,必須有采樣計(jì)算電路,一方面可利用80C196單片機(jī)8路10位A/D轉(zhuǎn)換器以及CPU的計(jì)算處理功能,另一方面可以使用單獨(dú)的A/D轉(zhuǎn)換器件,故選取了AD1674,但是,進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)的信號(hào)必須是經(jīng)過(guò)調(diào)理的信號(hào),它要求符合以下條件:(1)信號(hào)幅值不能超過(guò)±5V;(2)進(jìn)入AD1674和單片機(jī)輸入口的信號(hào)是電壓信號(hào);(3)輸入信號(hào)不能干擾系統(tǒng)的正常工作,。因此,對(duì)于進(jìn)入AD1674和單片機(jī)的信號(hào)必須經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚?。這個(gè)過(guò)程需要將進(jìn)入AD1674和單片機(jī)的電流信號(hào)要轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào),此過(guò)程可利用電阻實(shí)現(xiàn);對(duì)于高壓、交變信號(hào)要轉(zhuǎn)換成低壓才能進(jìn)入單片機(jī),。在該設(shè)計(jì)中,采用直流采樣,。被測(cè)變壓器繞組兩端的電壓通過(guò)濾波、放大和緩沖等環(huán)節(jié)送入AD1674的采集端口,濾波采用R,、C濾波,緩沖采用電壓跟隨器,。轉(zhuǎn)換電路是使用AD1674通過(guò)外部適當(dāng)連線可以實(shí)現(xiàn)單性輸入,也可以實(shí)現(xiàn)雙型輸入。輸入信號(hào)均以模擬的AGND為基準(zhǔn),模擬輸入信號(hào)的一端必須與AG相連,并且接點(diǎn)盡量靠近AGND引腳,接線應(yīng)短,片內(nèi)1 0 V基準(zhǔn)電壓輸出引腳REFOUT也是以AGND為基準(zhǔn),通常數(shù)字地DGND與AGND連在一起,。所有電位器(調(diào)增益和調(diào)零點(diǎn)用)均應(yīng)采用低溫度系數(shù)電位器,。例如金屬模陶瓷電位器,。目前,為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)配置的微型打印機(jī)中,比較流行的選用TP?P系列的點(diǎn)陣微型打印機(jī)。這種打印機(jī)整機(jī)體積小,重量輕,功能完善,操作簡(jiǎn)單,連接方便,。故選用該系列中的一種面板式超小型點(diǎn)陣通用打印機(jī)TPP-A40P,。
2、結(jié)語(yǔ)測(cè)試儀設(shè)計(jì)完成后,經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)仿真,通過(guò)對(duì)仿真數(shù)據(jù)結(jié)果的計(jì)算,可以有效的減少直流電阻的測(cè)量時(shí)間,并且可保證較高的準(zhǔn)確性,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性和可行性,。在今后的學(xué)習(xí)和研究中,工作的重點(diǎn)是更有效的減少測(cè)量時(shí)間,以應(yīng)對(duì)變壓器不斷增長(zhǎng)的容量對(duì)繞組測(cè)量的影響,。