電力變壓器直流電阻的快速測量方法----硬件設(shè)計(jì)

5.1.3放電回路

放電回路的電路原理圖如圖5-5所示

測量結(jié)束時(shí)，將繼電器K 1斷開，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e=Lx×（di/dt）因此必須加有放電回路，在本放電回路中，當(dāng)繼電器K 1斷開后，二極管D 1導(dǎo)通，繞組中電流通過放電電阻R4和二極管形成回路，完成放電過程。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。

5.1.4信號(hào)采集電路

信號(hào)采集是針對80C196單片機(jī)而言的，為實(shí)現(xiàn)測量結(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，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)過調(diào)理[29]的信號(hào)，它要求符合以下條件：

（1）信號(hào)幅值不能超過±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，進(jìn)入AD1674和單片機(jī)的信號(hào)必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚?。對于電信?hào)有電流和電壓信號(hào)兩種，在進(jìn)入AD1674和單片機(jī)的之前的電流信號(hào)要轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，利用電阻即可實(shí)現(xiàn)；對于高壓、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。被測變壓器繞組兩端的電壓通過濾波、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，如圖5-6所示

5.1.5信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換

信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換電路采用了AD1674，AD1674的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能參數(shù)如下

（1） 12位逐次逼近ADC，可選擇工作于12位，也可工作于8位。

（2）具有三態(tài)可控輸出緩沖器，數(shù)字邏輯輸入輸出電平為TTL電平。

（3） 12位數(shù)據(jù)可以一次讀出，也可以兩次讀出，便于與8位和16位微機(jī)相連接。

（4）具有+10.00V的內(nèi)部電壓基準(zhǔn)源，最大誤差為+1.2%，并可輸出1.5mA的電流。

（5）內(nèi)部具有時(shí)鐘產(chǎn)生電路，不需要外部接線。

（6）可以單極性也可以雙極型模擬輸入，單極性時(shí)，滿量程為0V~+10V和0V~+20V，從不同引腳輸入。雙極型輸入時(shí)，滿量程0V~+5V和0V~+10V，從不同引腳輸入。

（7）單極性輸入時(shí)，輸出數(shù)字量為原碼。雙極型輸出時(shí)，輸出為偏移二進(jìn)制碼。

AD1674通過外部適當(dāng)連線可以實(shí)現(xiàn)單極性輸入，也可以實(shí)現(xiàn)雙極型輸入。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)10V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。

5.1.6打印機(jī)接口

目前，為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)配置的微型打印機(jī)[31]中，比較流行的選用TPμP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，操作簡單，連接方便。選用該系列的TPμP-A40P型打印機(jī)，這是一種面板式超小型點(diǎn)陣通用打印機(jī)。其中“TP”為商標(biāo)，“μP”表示微型打印機(jī)，“A”表示面板式，“40”表示每行最多打印40個(gè)字符，最后一個(gè)字符“P”表示接口形式為并行接口?；緟?shù)如下：打印寬度：40個(gè)字符/行打印機(jī)接口：CENTRONICS并行接口打印速度：0.4行/秒電源：直流+5V，電流1.5A外型尺寸：107*65*80mm³