專利名稱：高電壓測試儀的制作方法
技術領域：
本發明是涉及測量6000V及以上高電壓的一種裝置。
目前電力系統，為測量6000V以上高電壓，所用的方法是利用變壓器將高電壓轉換成低電壓、再用配套儀器進行測量，如以JDJ6型電壓互感器構成的測量系統，其最高準確級為0.5，比值差±0.5％，最低準確級3.0，誤差較大；所用的裝置構造復雜，體積大而笨重；更重要的是需要耗費大量的有色金屬及其它金屬材料；而且要求線路電壓在額定值的90-110％范圍內使用。
本發明的目的在于避免現有技術中的不足之處，而提供一種失真度低、精度較高，可廣泛應用于電力系統高電壓測量，而且體積小的高電壓測試儀產品。
可采取以下的技術方案實現目的。由能將高電壓通過電場轉變成低電壓的傳感器，將交變信號轉換為直流信號且可調整比值的信號處理電路，模擬信號轉換為數字信號(A/D)電路及相應的顯示器連接構成電子檢測裝置。
結合附圖、實施方式對本技術方案的內容作進一步詳述。
圖1是高電壓測試儀的構成框圖；圖2是高電壓測試儀的一種電原理圖；圖3、4是高電壓測試儀傳感器的一種結構示意圖；圖5是高電壓測試儀傳感器高電壓形成的電場示意圖。
高電壓測試儀中各部分的具體結構、構成可酌情選定；只要傳感器(ZGQ)能將高電壓通過電場轉變成低電壓，信號處理電路能將交變信號轉換為直流信號且可調整比值，進行A/D轉換，并顯示相應的結果，則可滿足性能要求。傳感器是整個測量系統的關鍵部分，由于它采用電壓→電場→電壓的變換方式，外界電場對傳感器將產生很大的干擾，會使測量誤差增大，甚至使測量結果毫無意義。至于其它部分可采用現有的信號處理，A/D轉換電路和顯示裝置實現。
附圖所示例中，傳感器(ZGQ)是由輸入端I極與接地端G極形成電場，輸出端O極拾取電位，在G極相應位置同軸設有屏蔽層P，并以絕緣材料定位、封裝成的圓柱狀結構，如附圖3、4所示。
傳感器在高電壓V1形成的電場中見附圖5Va為V1的瞬時值，Vb為0Va對Vb形成電場E取X軸垂直于兩極且以a點為原點。因此在任意一點XVa－Vx＝∫oEdx＝EX在電場E中的電位Vx隨X線性減小，取X為一合適的定值L，則V1＝Va－EL由此看出V1隨Va線性變化。
上述分析中，對于交變電壓，a點為V1，L點為V2V2＝V1－EL即傳感器輸出電壓V2與輸入電壓V1線性變化。
該電壓傳感器，不僅結構十分簡單，而且既可用于低頻范圍內，如50Hz的高電壓變換，也可用于高頻范圍內，如16KHz的高電壓變換，性能都非常穩定可靠。
信號處理電路中，由高輸入阻抗電壓跟隨器IC1、IC2，減法器IC3，負反饋控制器JC4，二極管D1-D4及外圍阻容件高精度電阻R等連接構成比值調整電路，其作用是使｜V3｜/｜V1｜＝K以滿足A/D變換電路的要求；集成電路IC1-IC4均采用高精度運算放大器OP07；輸入端保護二極管D1-D4用以防止高脈沖電壓對電路的損壞。由高精度運往放大器IC5，二極管D5、D6及外圍阻容件連接構成AC-DC電路，將交變信號轉換為直流信號，即進行整流；高精度運算放大器JC5采用集成電路CA3140。
A/D轉換電路IC6采用7135單片電路構成，具有精度高、抗干擾性能強等特點，并有BCD碼輸出。
配合A/D電路，被測電壓采用4-1/2位LED數碼顯示器。也可配用其它型號的數字顯示器，如3-1/2位、5-1/2位等，可視具體精度要求而定。
本技術方案相對現有技術具有如下優點1、全部采用電子元器件構成，結構簡單、容易制造，體積小、重量輕；節省大量的有色金屬及其它金屬材料；造價低。
2、失真度低，精度較高，可有效排除干擾，使整個系統的測量精度優于0.5級的電工測量儀表。
3、使用方便，無需特別維護，易于與計算機接口，實現自動控制。
4、適用范圍寬，線路電壓從0-額定值范圍內，高電壓測試儀均能正常工作。
權利要求
1.一種高電壓測試儀，其特征在于它是由能將高電壓通過電場轉變成低電壓的傳感器，將交變信號轉換為直流信號且可調整比值的信號處理電路，A/D轉換電路及相應的顯示器連接構成的裝置。
2.如權利要求1所述的高電壓測試儀，其特征在于它的傳感器(ZGQ)是由輸入端I極與接地端G極形成電場，輸出端O極拾取電位，在G極相應位置同軸設有屏蔽層P，并以絕對材料定位、封裝成的圓柱狀結構。
3.如權利要求1所述的高電壓測試儀，其特征在于信號處理電路中，主要由高輸入阻抗電壓跟隨器IC1、IC2，減法器IC3，負反饋控制器IC4，及二極管D1-D4連接構成比值調整電路；由高精度運算放大器IC5及二極管D5、D6連接構成AC-DC電路。
全文摘要
本發明是涉及測量6000V及以上高電壓的一種裝置。它由能將高電壓通過電場轉變成低電壓的傳感器，將交變信號轉換為直流信號且可調整比值的信號處理電路，模擬信號轉換為數字信號電路及相應的顯示器連接構成。它全部采用電子元器件構成，結構簡單、容易制造、體積小、重量輕；節省大量的有色金屬及其它金屬材料；造價低。失真度低，精度較高，可有效排除干擾，使整個系統的測量精度優于0.5級的電工測量儀表。使用方便，無需特別維護，易于與計算機接口實現自動控制。適用范圍寬，線路電壓從零至額定值范圍內，測試儀均能正常工作。
文檔編號G01R19/165GK1140839SQ95108219
公開日1997年1月22日 申請日期1995年7月20日 優先權日1995年7月20日
發明者邱義強 申請人:天津師范專科學校