一種鐵路專用輪對低值電阻測試儀的制作方法

本實用新型屬于低值電阻測試技術領域，尤其是涉及一種鐵路專用輪對低值電阻測試儀。

背景技術：

高鐵、動車、城市軌道車輛在日常維護時，根據工藝的要求，需要對輪對間的接觸電阻進行測試，當接觸電阻高于十幾微歐時，判定為不合格，因此就需要使用低值電阻測試儀來測量，同時還需要保證精度≤2‰。

電阻測量的基本原理非常簡單，即采用伏安法，以給定電流I通過電阻R，測量R兩端的電壓值U，根據歐姆定律R＝U/I即可得到電阻值，但是由于檢測電路中存在諸如導線電阻、接觸電勢和溫差電勢等的影響，若電阻值較大時，這些影響可以被忽略不計，但輪對電阻值極其微小，這些影響帶來的誤差絕對值甚至可能超過輪對電阻本身數個數量級，所以在測量時就應盡量降低乃至消除這些誤差，以較高精度測量處輪對電阻的電阻值。

技術實現要素：

有鑒于此，本實用新型旨在提出一種鐵路專用輪對低值電阻測試儀，以實現輪對電阻值的低誤差測量。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的：

一種鐵路專用輪對低值電阻測試儀，包括精密恒流源、基準源、第一測量端子，第二測量端子、第三測量端子、第四測量端子、電壓放大模塊、濾波模塊、A/D轉換模塊、控制模塊和顯示模塊；

所述第一測量端子和第二測量端子的一端分別與所述精密恒流源的輸入端和輸出端電連接；

所述第三測量端子和第四測量端子的一端分別與所述電壓放大模塊的電壓輸入端電連接；

所述電壓放大模塊的放大輸出端與所述濾波模塊的輸入端電連接；

所述濾波模塊的輸出端與所述A/D轉換模塊的信號輸入端電連接；

所述基準源與所述A/D轉換模塊的基準電壓輸入端電連接；

所述A/D轉換模塊的信號輸出端與所述控制模塊的信號輸入端電連接；

所述顯示模塊與所述控制模塊信號連接；

所述精密恒流源、基準源、電壓放大模塊、濾波模塊和A/D轉換模塊的控制端分別與所述控制模塊信號連接。

進一步的，所述第一測量端子，第二測量端子、第三測量端子和第四測量端子為測試夾。

進一步的，所述鐵路專用輪對低值電阻測試儀還包括一接地端子，所述精密恒流源、基準和控制模塊的接地端均與所述接地端子電連接，所述接地端子接地。

進一步的，所述電壓放大模塊為二級放大器，第一級放大器為測量放大器，第二級放大器為運算放大器，所述第三測量端子和第四測量端子的一端分別與所述測量放大器的電壓輸入端電連接，所述測量放大器的放大輸出端與所述運算放大器的電壓輸入端電連接，所述運算放大器的放大輸出端與所述A/D轉換模塊的信號輸入端電連接。

進一步的，所述控制模塊包括單片機，所述A/D轉換模塊的信號輸出端和顯示模塊均與所述單片機信號連接。

進一步的，所述鐵路專用輪對低值電阻測試儀還包括一鍵盤輸入模塊，所述鍵盤輸入模塊與所述控制模塊信號連接。

進一步的，所述控制模塊還包括一主控單元，所述主控單元分別與所述精密恒流源、基準源、電壓放大模塊、濾波模塊和A/D轉換模塊的控制端信號連接，且該主控單元與所述單片機信號連接。

進一步的，所述主控單元為PLC控制器。

進一步的，所述鐵路專用輪對低值電阻測試儀還包括存儲器，所述存儲器與所述控制模塊信號連接。

進一步的，所述單片機上設有通信接口。

進一步的，所述鐵路專用輪對低值電阻測試儀還包括一打印機，所述打印機與所述控制模塊信號連接。

相對于現有技術，本實用新型所述的鐵路專用輪對低值電阻測試儀具有以下優勢：

(1)本實用新型所述的鐵路專用輪對低值電阻測試儀，通過四端接線技術測量小電阻兩端電壓，有效減少了引線電阻對測量結果的影響，從而減小了測量誤差，提高了測量精度。

(2)本實用新型所述的鐵路專用輪對低值電阻測試儀，采用同一接地端子接地，避免了由于接地地點的不同造成接地端電位的不同，使得電路系統中形成較大電流并產生相當大的電壓降，進而引入地電位差噪聲及對微小電阻的測量精度產生較大影響。

附圖說明

構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為本實用新型實施例所述的鐵路專用輪對低值電阻測試儀原理示意圖。

附圖標記說明：

1-精密恒流源；2-基準源；3-第一測量端子；4-第二測量端子；5-第三測量端子；6-第四測量端子；7-電壓放大模塊；71-測量放大器；72-運算放大器；8-濾波模塊；9-A/D轉換模塊；10-控制模塊；101-單片機；102-主控單元；11-顯示模塊；12-鍵盤輸入模塊；13-通信接口；14-存儲器；15-打印機；16-接地端子。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。

如圖1所示，本實用新型包括精密恒流源1、基準源2、第一測量端子3，第二測量端子4、第三測量端子5、第四測量端子6、電壓放大模塊7、濾波模塊8、A/D轉換模塊9、控制模塊10和顯示模塊11；

第一測量端子3和第二測量端子4的一端分別與精密恒流源1的輸入端和輸出端電連接；

第三測量端子5和第四測量端子6的一端分別與電壓放大模塊7的電壓輸入端電連接；

電壓放大模塊7的放大輸出端與濾波模塊8的輸入端電連接；

濾波模塊8的輸出端與A/D轉換模塊9的信號輸入端電連接；

基準源2與A/D轉換模塊9的基準電壓輸入端電連接；

A/D轉換模塊9的信號輸出端與控制模塊10的信號輸入端電連接；

顯示模塊11與控制模塊10信號連接；

精密恒流源1、基準源2、電壓放大模塊7和A/D轉換模塊9的控制端分別與控制模塊10信號連接。

第一測量端子3，第二測量端子4、第三測量端子5和第四測量端子6為測試夾。

電壓放大模塊7為二級放大器，第一級放大器為測量放大器71，第二級放大器為運算放大器72，第三測量端子5和第四測量端子6的一端分別與測量放大器71的電壓輸入端電連接，測量放大器71的放大輸出端與運算放大器72的電壓輸入端電連接，運算放大器72的放大輸出端與濾波模塊8的信號輸入端電連接。

控制模塊10包括單片機101，A/D轉換模塊9的信號輸出端和顯示模塊11均與單片機101信號連接。

將第一測量端子3和第二測量端子4的另一端與待測輪對低值電阻的兩端電連接，第三測量端子5和第四測量端子6的另一端也與待測輪對低值電阻的兩端電連接。

四端接線技術有效減少了引線電阻的影響，減小了測量誤差，提高了測量精度。

精密恒流源1通過第一測量端子3和第二測量端子4為待測輪對低值電阻提供恒定電流，第三測量端子5和第四測量端子6檢測到待測輪對低值電阻上的壓降信號，該壓降信號較弱，故對其檢測精度較高，首先將該壓降信號輸入測量放大器71，用以提高輸入通道的共模抑制比，放大第三測量端子5和第四測量端子6輸出的電壓差，該壓降信號由測量放大器71放大后，輸入運算放大器72，由運算放大器72大比例放大，用以滿足A/D轉換模塊9所要求的輸入電壓變換范圍，該運算放大器72將放大后的信號經濾波模塊8濾波后由A/D轉換模塊9模數轉換，最后輸入控制模塊10的單片機101，由單片機101分析處理，向顯示模塊11輸入輪對低值電阻的電阻值。

由于半導體中的雜質(一般為金屬雜質)會隨機發射或捕獲PN結中的載流子，形成爆裂噪聲，爆裂噪聲通常由一系列寬度不同，而幅度基本相同的隨機電流脈沖組成，是電流型噪聲，故對于微電阻來說，爆裂噪聲對電阻的測量具有一定的影響，通過濾波模塊8濾除測量信號中的脈沖雜波，降低了爆裂噪聲對電阻測量的影響，提高了測量精度。

鐵路專用輪對低值電阻測試儀還包括一接地端子16，精密恒流源1、基準源2、電壓放大模塊7、濾波模塊8、A/D轉換模塊9和控制模塊10的接地端均與接地端子16電連接，接地端子16接地。

在地線上有許多接地點，而不同接地點處就有不同的電位，信號源和測量儀器由于連接到同一地線的不同接地點上形成的地線回路所引入的噪聲，即為地電位差噪聲，且在不同點很小的電位差就可能在電路系統中形成較大的電流并產生相當大的壓降，對微小電阻的測量精度具有較大的影響，精密恒流源1、基準源2、電壓放大模塊7、濾波模塊8、A/D轉換模塊9和控制模塊10由同一接線端子16在同一地點接地，消除了地電位差噪聲對微小電阻測量的影響，提高了測量精度。

鐵路專用輪對低值電阻測試儀還包括一鍵盤輸入模塊12，鍵盤輸入模塊12與控制模塊10信號連接，用以實現對該測試儀的信號輸入操作，實現對測試儀的手動控制。

控制模塊10還包括一主控單元102，主控單元102分別與精密恒流源1、基準源2、電壓放大模塊7和A/D轉換模塊9的控制端信號連接，且該主控單元102與單片機101信號連接。

主控單元102為PLC控制器。

顯示模塊11為LED顯示屏。

鐵路專用輪對低值電阻測試儀還包括存儲器14，存儲器14與控制模塊10信號連接，存儲器為內置大容量非易失性存儲器，方便了測試儀對測試數據側存儲。

單片機101上設有通信接口13，通過通信接口實現與電腦、打印機、U盤和報警器等設備的信號通信，進而實現測試儀的網絡功能、報警功能、打印功能和U盤存儲功能以及記錄數據的查詢功能和轉儲功能。

鐵路專用輪對低值電阻測試儀還包括一打印機15，打印機15與控制模塊10信號連接，實現測試數據的實時打印。

本實用新型測量范圍寬，測量下線低，體積小，重量輕，操作簡單，測試速度快，測量精度高，復測性能好，抗干擾能力強，控制模塊、精密恒流源1、基準源2和控制模塊10內還具有完善的保護電路和放電報警裝置，減少了誤操作，可靠性強。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。