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电容测试仪范文1
中图分类号:TN710-34文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2010)18-0028-02
Design and Realization of Intelligent Capacitance TesterBased on Single Chip Microcomuter
XU Si-cheng
(Department of Mechanical and Electrical Engineering, Henan Quantity Engineering Vocation College, Pingdingshan 467002, China)
Abstract: A new scheme for design and implementation of the intelligent capacitance tester is proposed based on the analysis and comparison of traditional capacitance measuring instrument. Taking MCS-51 SCM as a control core of the instrument, the instrument was realized in combination with multichannel harmonic oscillator, multi-way switch and fewer external resources, and the measurement process intellectualization, simple structure, low cost and digital display were achieved. The system testing and application prove that the system has reliable performance, high accuracy of measurement, and achieves the desired effect of the design.Keywords: single chip micro-controller; intelligent capacitance tester; multivibrator; digital display
0 引 言
测量电容元件集中参数值的仪表种类较多,方法也各有不同,但都有其优缺点。一般的测量方法都存在计算复杂,不易实现自动测量,而且很难实现智能化的不足。该设计打破了传统的设计模式,首先把较难测量的电容元件参数利用555定时器构成的多谐振荡器转换成简易测量的频率信号[1-2],然后使用单片机计数后再运算求出电容值,最后送数码显示电路,实现了智能化测量,避免了由指针读数引起的误差。
1 电路的设计与实现
1.1 电路设计方案及说明
系统分为测量电路、通道选择和控制电路三大部分[3],如图1所示。测量电路的核心是由555定时器[4]构成的多谐振荡器,通道选择由集成数据选择器实现,控制通道由MCS-51[5-6]构成。根据所选通道,通过P0.3口和P0.4口向模拟开关发送两位地址信号,取得振荡频率,然后根据所测频率判断是否转换量程,或者是把数据进行处理后,得出相应的参数值。
1.2 各部分电路设计
1.2.1 电容测量电路
电容的测量采用脉冲统计法[7],如图2所示。由555电路构成的多谐振荡电路,通过计算振荡输出的频率来计算被测电容的大小。555定时器接成多谐振荡器的形式。该电路的振荡周期为:
T=T1+T2=Cx(ln 2)(R+2R3)(1)
有:
fx=1/T=1Cx(ln 2)(R+2R3)(2)
所以:
Cx=1/T=1fx(ln 2)(R+2R3)(3)
图1 系统硬件设计
为了使振荡频率保持在这一段单片机计数的高精度范围内,在选择合适R的前提下,所测电容分为两档:
(1) 当0.001 μF≤Cx≤0.1 μF,且P3.0接高电平,P3.2接低电平时,R=R1=R3=483 Ω,C3取0.01 μF。由式(2)可知,对应频率fx的范围为10 kHz≤fx≤1 000 kHz,所以Cx=13fxR1ln 2。
(2) 当0.000 01 μF≤Cx≤0.001 μF,且P3.1接高电平,P3.3接低电平时,R=R2=R3=48.3 kΩ,同样C3取0.01 μF。由式(2)可知,对应频率fx的范围为10 kHz≤fx≤1 000 kHz,所以Cx=13fxR2ln 2。
图2 电容测试电路
1.2.2 多路选择开关电路
利用74LS253实现测量类别的转换,74LS253是双四选一的模拟开关选择器件[4]。当选择了某一通道的频率后,输出频率通过P3.4作为CPU定时器的时钟源,并开始计数(P3.5悬空),当计数后读出计数器的值,除以24就得到了被测C所对应产生的频率,通过计算得到要被测值,如图3所示。
图3 选择电路
1.2.3 数码管显示电路
图4是四位LED静态显示驱动电路。
该电路具有锁存、译码、驱动功能的CD4511[4]作为锁存/译码/驱动电路,笔段测试输入LT及消隐输入BI接高电平(无效),锁存输入端LE分别接P1.7,P1.6,P1.5,P1.4。当LE为低电平时,译码输出由ABCD输入端编码决定;当LE由低电平变为高电平时,锁存输入端ABCD的状态,译码输出也相应地保持不变,且具有超量程显示功能[3,8]。
图4 四位LED静态显示驱动电路
图4中数码管显示显示内容如图5所示。
图5 内容显示
2 系统测试及整机指标
为了检测该仪表的整机性能,该表和DT9508B型数字万用表的实测数据如表1所示。
表1 测试数据pF
电容(理论值)万用表读数本仪表读数
7066.767.8
400420410
850810821
5 0004 8104 870
20 00020 60020 400
80 00076 80077 500
经检测该仪表指标达到了如下要求:
(1) 测量范围:0.000 01 μF≤Cx≤0.1 μF;
(2) 测量精度:±5%;
(3) 制作4位数码管显示器,显示测量数值,且能超量程显示。
3 结 语
与传统的电容测量仪表相比,基于单片机技术简化了电路板的空间,提高了系统设计的可靠性,实现了测量过程的智能化[9-10]。经实际运行检验,仪表性能稳定可靠,测量精度高,响应速度快,且基本不受电源波动的影响,抗外界电磁干扰能力强,受周围外界环境的影响小,因此有着广泛的应用空间。
参考文献
[1]阎石.数字电子技术基础[M].上海: 高等教育出版社,2006.
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[3]何克忠.计算机控制系统[M].北京: 清华大学大学出版社,2004.
[4]康华光.电子技术基础[M].北京:高等教育学出版社,2006.
[5]李刚民.单片机原理及实用技术[M].北京: 高等教育学出版社,2008.
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[8]新型集成电路简明手册及典型应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2005.
电容测试仪范文2
关键词：车载移动电视 受众 内容 策划
移动电视是目前区别于传统模拟电视和网络电视的一种新型电视媒体，其最大的特点是经常处于移动状态，在移动的交通工具或通信工具上，能保持电视信号的稳定，且清晰度高、音响效果好。目前，移动电视以车载移动电视和手机移动电视最为常见，两者的工作原理基本一致，区别就是其接收的终端不一样。车载移动电视，简单地说就是数字电视的移动接收，主要包括机顶盒、液晶显示屏、天线、车载电源等。现已开发出台式车载电视、挡板式车载电视、顶吸式车载电视，主要用于公交、地铁、出租车、长途客车、火车、飞机、轮船等交通工具上。
新加坡首先研发了移动电视，2001年新加坡率先在1500辆公交车上使用移动电视，随后日本，韩国，中国的香港、台湾等地也开始使用，2002年10月上海出现了内地的第一批公交移动电视，在4000辆公交车上安装了显示屏。2004年5月28日移动电视亮相北京，广州、成都、南京、沈阳、武汉、南昌等地也先后启动了移动电视，随着技术的进步，移动电视由最初的公交车，发展到了地铁、火车、飞机、轮船等交通工具。“电视长了脚，跟着观众跑。”这是对于车载移动电视的生动描写，而车载移动电视在媒体环境、受众以及内容上完全区别于传统的电视。
车载移动电视的媒体环境
移动性、不稳定性。车载移动电视因车体本身一直处于行进状态，移动是其与传统电视最根本的区别，因为移动会带来一些颠簸和不稳定，速度的过快也会引起电视信号的不稳定。另外车体中人流的拥挤嘈杂、发动机声、报站声、车外的噪音等影响都会带来收视的不稳定性。
封闭性、唯一性。公共交通工具在行进过程中都是全封闭的，受众好比待在一个封闭的盒子里，而此时车载移动电视必然成为受众可以接受的唯一媒体，失去了其他媒体的诱惑，此时的信息到达率会比较高。
地域性强。在现代都市，公交、地铁等交通工具是城市亮丽的风景线，它们每天穿梭于城市间，是城市的文明见证。车载移动电视更应该是城市发展的见证，具有很强的地域特征，让本地人有城市认同感，让旅游者更好地认识城市。
车载移动电视的受众特征
海量受众、流动性大。城市让生活更美好，但随着城市的不断扩张，也会带来很多负面效应，如人口的拥挤、交通的拥堵、环境的破坏等等。现在各大城市都在极力发展公共交通，以南京这个中等城市为例，南京公交总公司目前营运车辆接近6000辆，营运线路近400条，线路长度6000多公里，年客运量近10亿人次。在如此庞大的客流中，阶层多样，成分复杂。南京的每条公交线，站点平均在十几个，随着乘客的频繁上下车，流动性大，乘客的更换频率很高。
强迫性收视。江南春将目光聚焦于电梯广告就是因为他觉得报纸、电视广告的强迫性不够强，一翻页一换台广告就过去了，而电梯广告有强制性，在空间狭小的电梯里，受众无处可逃，另外在乘坐电梯的无聊时间里，电梯广告也是一种很好的选择。车载电视和电梯媒体有相似之处，封闭的空间、陌生的人群、无聊的时间，在收视上对受众有强迫性。
车载移动电视的内容策划
与传统电视不同，公交移动电视的强制性和唯一性决定了其收视率与乘客数量直接相关。按照乘客出行的规律，每天7点至9点、17点至19点，即上下班时段为收视率高峰期，故称这两个时段为公交移动电视黄金时段。所以车载移动电视的编排可将播出时间分成三个部分：黄金时段、8点至16点的日间时段、18点以后的晚间时段。
现在很多城市都有自己的车载移动电视，但口碑不一，存在一些共同的问题，如传统电视内容的原封不动地移植、很多节目没有字幕、节目收视的不稳定等等，针对其独特的媒体环境和受众特征，笔者就内容策划提出以下建议：
一、节目内容。
首先，内容丰富实用，增加趣味性。车载移动电视因为其移动性、不稳定性的媒体环境，不适合播放时间长、需要深度思考的节目内容，为帮助乘客更舒适地度过一段旅程，缓解乘客在途中遇到堵车等问题时的焦虑，应该在内容和形式上区别于传统电视。以南京广电移动电视为例，其播出的节目主要分为四大类，即新闻资讯类、娱乐文化类、生活服务类和广告，新闻资讯类中包括移动电视新闻网、直播南京之时事要闻、都市万象、国际专题电讯、瞬间等栏目，生活服务类包括文化资讯、新书新碟推介、电影放映信息、日常生活信息、水电气动态信息、生活常识介绍等，除了直播南京是为移动电视自制的栏目外，其余都是传统媒体的直接引进，二次包装非常低劣或者大部分都没有二次包装。这样的节目不管是在形式或内容上都吸引力不够。车载电视首先要满足内容上的丰富和实用，传递信息简单明了，易理解，减轻受众信息理解的负荷。画面尽可能地美观，这样即使在强干扰的环境下，丰富的内容和视觉冲击依然可以给受众带来很好的视觉体验。珠江移动频道播放的黏土动画《小羊肖恩》是从传统电视成功地移植到移动媒体的，第一季共有20个短篇动画，每集7分钟左右，简单易懂，妙趣横生，没有任何对白，特别适合在移动媒体上播放。
车载移动电视应成为城市公共信息的集合平台。公共信息，即关系公众、公共事务的信息。在经济学中，公共信息是指所有市场参与者都能自由获得的信息。城市公共交通是重要的城市基础设施，是关系国计民生的社会公益性事业。为方便市民出行，缓解城市交通压力，各个城市都在优化调整公共交通系统。在这样庞大的公共交通系统中，车载媒体是一个很好的城市公共信息的集合平台，也是与市民零距离接触的平台。由于车载电视自身独特的媒体资源，已经完全可能成为第一时间同时向广大市民传递信息的重要平台，弥补了主流媒体接触不到的时间和空间，与传统媒体形成了非常良好的互补。再加上受众的数量庞大、容纳的阶层多样，影响力巨大。
可增加突发事件的信息。现代城市，随着人口集中化程度越来越高，对于突发事件的预警、解决、传播的能力是一个城市公共事务管理能力的体现。对于突发事件的传播有很多渠道，电视新闻、政府网站、报纸杂志都是其通用的渠道，车载媒体也可增加突发事件的信息。上海公交移动电视在2008年初的特大冰雪灾害中，曾推出应急特别报道，每半小时更新一次气象交通信息。这是在公交移动电视上的第一次应急特别报道，并赢得了好评。世博会期间，东方明珠移动电视的突发信息传递在速度上有了提升。每天，东方明珠移动电视根据世博会运行指挥中心发出的即时消息，进行及时的组稿、配音、编辑、制作，两分钟后移动电视就能以滚动字幕“最新消息”的形式出去，6分钟后，图版配音版本就能出去。比如每天世博园的进园人数、拥堵情况、每个展馆前的排队情况，游客都可以通过公交、地铁、出租车上的移动电视得到最新的情况，为世博园的交通疏导、人群分流起到了很好的指引作用。2014年在南京举办的青奥会，可以借鉴上海世博会的做法，在车载电视上适时地增加突发事件的信息渠道，比赛的日程安排、比赛结果、场馆的人流情况都可以在第一时间让身处城市的人们了解到现场情况。
增加一些原创性内容。据对南京车载电视的内容调查，大部分节目都是从传统的电视节目中直接引进的，比如《南京零距离》、《非诚勿扰》等节目的转播，可以专门为移动媒体制作一些原创性的节目内容，如现在很流行的通过一些公司植入软广告，在地铁、公交、车站、机场、楼宇等公共场所，连续不断并重复播出的时长较短的新媒体剧。2007年，第一部在上海地铁推广的新媒体剧《晴天日记》，每集播放时间约为2~3分钟，以植入性广告的手法，在剧中推广星巴克的“星冰乐”饮料，使品牌信息通过温情故事潜移默化地传递给大众。来自美国纽约的著名时尚鞋履品和服饰品牌Nine West继星巴克成功之后，以首席赞助商身份加盟新媒体剧《背着你跳舞》，这部小型新媒体连续剧，每集2~3分钟，主要讲述了脚部受伤的舞蹈演员夏璇，在Nine West的品牌理念打动下，克服了重重困难，重新找回她的梦想。
增加互动性。互动性也是新媒体区别于传统媒体的特质之一。车载移动电视在以往的制作中很少注意到这一点，还是按照传统电视媒体的制作方式，“我播你看”，忽略了这种新型媒体的互动。车载移动电视可以借助现代网络传播互动技术，利用互动传播方式，让受众积极主动地参与到节目制作中。比如在城市穿梭的乘客每天都会遇到各种各样的人和事，在新闻资讯类节目的制作中，“乘客看新闻”、“乘客评新闻”都可以纳入到制作环节。除了节目制作外，播出前和播出后的调研和反馈环节也要充分利用。
二、节目形式。
根据受众特征分析，车载媒体的受众停留时间短，平均时间在半个小时之内，流动性非常大，所以车载移动电视的形式跟传统电视完全不同。
在节目的时长上有限制。受众在交通工具上的观影心情和家中不同，不可能静下心来看时间长、有深度的节目，所以车载媒体在节目时长上有特殊的要求，“短频快”是其节目时长的特征，一般的节目不超过5分钟。由于乘客的频繁更换，车载媒体可以重复播放，根据高峰时段进行编排，这样做既节省了成本，又使得节目有了更高的到达率。重复频率不能过高，以半小时以上重复一次为宜。
节目包装是提升节目品牌形象的必要条件。车载移动电视也需重视节目的包装，因为其节目时长较短，在包装上更需要简洁明快，因为车身的移动、日照的影响，在颜色搭配上更需注意。对于一些转播节目，最好能进行符合车载媒体的二次包装。由于车载媒体环境的复杂、声音嘈杂，对于车载电视最重要的是所有节目必须配上字幕，在重要的情节上更需加大某些字符来提示，可以考虑为车载媒体建立一套独特的字幕体系。
三、节目运营。
2008年，尼尔森携手世通华纳公交移动电视媒体，在中国11个经济最发达的城市进行了为期一年的公交移动电视收视率调查，在青岛、武汉、深圳、大连、南京的调查数据表明，公交移动电视媒体的总体到达率在95%左右，在早晚两个收视高峰期间，收视率更是突破10%，已超过传统电视黄金时段的收视率。①
车载媒体的收视率、到达率高，投入成本比传统电视低很多，逐渐地被一些商家关注并投入，并且获得了很好的回报。星巴克的“星冰乐”定价为15~22元，属高端饮品，当时投资《晴天日记》并在上海地铁投放，就是因为地铁人群多为城市白领，消费能力较强，地铁电视的覆盖率较高，当时上海轨道交通日均客流量已高达300万人次，最高可超过400万人次。新媒体剧《背着你跳舞》推出之后，极大地提升了Nine West的品牌认知度，同时也扩大了销售范围，在全球已超过1035个销售网点，网络覆盖面达63个国家。
这类原创新媒体剧的成功，也是车载移动电视成功运营的典范，简单明了的情节、明星的加入、软性广告的植入，满足了受众的视觉享受和娱乐体验，达到了企业和受众的双丰收。
除了节目内容的经营外，还可以充分利用交通工具本身的空间优势，车体内的扶手、椅背、看板，乃至车身、站台，都是受众视觉的聚集地，也是广告运营的商机，这些空间也可以和节目内容充分结合起来，彼此关联，相互补充，形成全方位的营销模式。（本文为2011江苏省文化科研项目《3G时代江苏车载移动媒体发展研究》的阶段性成果，项目批准号：11YB12）
注 释：
①数据来自2008年尼尔森中国公交移动电视收视率调查报告。
电容测试仪范文3
论文摘要：艺术的发展需要丰厚的物质基础，电影业的发展离不了商业支撑。植入式广告的加入，无疑会减少资金压力，降低票房风险，这让电影人没有了拒绝的理由。在商业化的推动下，电影又有新的任务一刊播广告，尤其是植入式广告，成了最抢眼的话题。对电影受众的分布特点进行了分析，并且分析了当代电影的广告传播策略，探索电影植入广告如何获得最佳的稍售效果和传播效果。
一、电影的受众群分析
《中国电影观众测量与评估》研究项目将调查对象分为电影观众(一年内看过电影的受访者)和非电影观众(一年内没有看过电影的受访者)两类。从结构上看，电影观众和非电影观众在个人收入、家庭收入、教育程度以及职业类别等与消费力水平密切相关的指标上存在着较大差异，电影观众具有更高的收入、教育程度和更为高端的职业类别。电影观众在1-1499元个人收入段和0-3499元家庭收入段的比例要明显低于非电影观众，在元以上个人收入段和元以上家庭收入段的比例则要明显高于非电影观众。更高的个人收入和更高的家庭收入，这是电影观众区别于非电影观众的明显特征。从职业类别卜看，电影观众中技术人员/专业人士/科教文卫观众以及学生的比例明显高于非观众，工业、商业/服务业人员、自由职业/个体从业者以及家庭主妇的非观众比例均略高于观众比例。技术人员/专业人士/科教文卫观众是时尚和高科技产品的消费引导者和主力军，1524岁的学生则是未来的消费主流，对于此类产品的广告投放来说，这两类人群都是有着强劲消费能力或消费潜力的目标人群。wWW.133229.CoM电影观众在个人收入等与消费力相关的指标上明显高于非观众，这一特点使得电影媒体的受众人数虽不多，但对于目标人群确定为高端受众的产品来说，不失为广告精准投放的理想选择。
二、植入式广告的营销传播策略
植入式广告的加入，无疑会减少资金压力，降低票房风险，这让电影人没有了拒绝的理由。从另一方面看由于各种新媒体的快速发展，传统媒，体广告，如报纸、杂志、广播等对受众造成一定程度的“感官疲劳”，传统思维观念支持下的广告运作方式及其广告业的发展也面临巨大困难，远不能满足现代广告业的发展趋势和要求。在这种情况下，以电影为媒介的植入式广告遂应运而生，有效地缓和了现代广告业的窘境。广告宣传需要电影，电影的发展也离不开广告。从辩证的角度看，矛盾的双方如果存在对立，则必然会有统一面。
电容测试仪范文4
【关键词】谐波干扰;电容器组危害;异常运行分析;控制措施
一、谐波对电容器组的负面影响
1、损害绝缘层功能：电容器的绝缘材料通常是有机的材料，其老化的规律通常与电压有直接关系，电压升高10%就会导致寿命缩短50%。谐波造成的电容器过电压和具备放电增加，都可以加速电容器绝缘材料的老化，从而造成电容器寿命缩短。同时引发的过电压形成的电晕会直接降低绝缘性能。
2、电容器发热：在电压恒定的情况下，对于有机介质的电容器，其温度的改变也会影响寿命，如果温度波动超过一定范围其寿命也会成倍缩减。当电容器在谐波影响下，因为谐波而产生的过电压、过电流、过负荷等会导致损耗功率波动增加。所以谐波对电容器的负面影响就是使其升温进而影响寿命。
3、电容器振动：在变电站电容器安装在支架上，外壳与接线在交流电压的作用下会产生振动，有时也会出现声音，而电容器内部的极板在谐波电压的影响下会引发极板弹性振动，谐波电压如果对电容器极板产生影响而出现谐振则会改变固有的振动频率，从而产生噪声的改变，也会影响其介质寿命。根据变电站运行管理的经验，如果周边存在冶炼企业时就容易产生噪声，这就是谐波影响所致。
二、变电站电容器组运行异常的检测与控制
1、异常情况
某变电所在日常管理中发现10KV的一侧段电容器组运行时噪音异常，且分为时段改变，夜间的运行噪音大于日间运行。10KV一二两段电容器组同时运行时，二段的正常此时的运行模式为一二段母线分列状态。
2、异常运行情况测试
针对变电站出现的电容组异常的情况，首先对该段的10KV电容器组进行电流波形测试，电流测试的信号来源是从10KV一段电容器间隔电流互感器二次侧，电压测试信号则来自与该段母线变压器的二次侧。通过对检测数据的分析，10KV一段的电容器组存在高次谐波电流经过。电容器单相的额定电流为94.5A，而在检测后发现通过电容器的单相电流高达120A，此电流已经超过了额定的电流近1.3倍，也超过了相关国家规定的标准规范，因此出现了电容器运行条件改变，从而导致了电容器的噪声加大。
在10KV二段电容器组正常的运行的情况下，对出现的异常情况进行排查，包括了各个出线的谐波测试，发现其谐波电压和电流都没有超标的迹象，说明其出线没有异常。然而在进线侧的检查中发现，在35KV进线段，测试出异常的谐波超标情况。在某企业侧进行数据监测时发现，非生产状况下，其谐波的畸变频率较低，符合国家标准，对进线侧没有干扰。而在生产状态下，其谐波测试的结果显示，随着负荷的增加其电压总谐波的畸变率比非生产状况下的1.2%要高，达到了3.6%，其已经超过了相关规范要求，谐波电流超过限值因此产生了谐波干扰。
经过进一步的检测和验证，技术人员对现场进行了勘测，发现该企业一家冶炼企业，其中频电炉开始进行生产时，负荷达到了7000KW的时候，就会对变电的10KV一段的电容组产生强烈的干扰，进行出现噪声异常，企业的调度人员对负荷进行降低，从7000KW降至2000KW时，变电站的电容器组的噪声也随之明显减弱。变电站10KV一段的电容器组的阻抗特征也随之改变。分析表明电容器组谐振点在10次谐波的频段内，即500Hz，9次与11次谐波的阻抗则很小。
3、谐波的治理
通过对变电站出现的电容器组异常的分析，综合电容器、出线段参数、以及冶金企业的谐波参数，进行对比和分析发现，得出以下结论：对变电站产出干扰的谐波来自与冶金企业的中频生产设备，其运行异常的谐波来自于9次谐波以上的高次谐波，电容器运行的电流超过了额定的电流，这就造成了变电站电容器组的运行条件改变。
在处理该问题的时候，因为企业生产产生的谐波影响了变单站电容器组的运行条件，在进行日常操作的时候，如电容器的投入就会导致谐波的作用被放大，而对电容器组产生负面影响，建议调度先将电容器退出运行。其次要求冶金企业采用控制谐波的负面影响，治理期间不能将电容器组投入使用，这样就可对整供电系统产生影响，尤其是110KV的供电网络都不能正常工作，也会影响到电容器的可投率。因此消除谐波干扰还要从企业开始，即要求企业对生产负荷进行控制，即降低其负荷达到1500KW以下。
4、其他措施
解决电容器组发生谐波放大和谐振问题的原则应该是:1)杜绝谐波谐振;2)限制电容器对谐波的放大程度;3)综合考虑电容器和电抗器对谐波的承受能力,当超出承受范围时,应考虑采用滤波器。
抑制谐波放大和谐振的方法是多种多样的,采用何种方法应视网络情况、负荷性质等因素确定。在公共电网应主要考虑对3次、5次谐波的抑制;在用户站则应针对不同负荷的特征谐波予以抑制,如三相桥式整流设备主要是抑制5、7次谐波。抑制谐波采取的措施可遵循以下原则:1)当谐波不是特别严重时,应考虑采用偏调谐电容器组,其主要目的是抑制谐振,部分滤除谐波和降低造价。2)当谐波较为严重时,应考虑采用调谐滤波器,其目的是滤除谐波,改善电网电压质量,滤波器应滤除80%～90%的谐波;3)当负荷是大功率波动性负荷时,除考虑滤波外,还应考虑无功功率的动态补偿,以改善电压的波动和闪变。
电容测试仪范文5
关键词：试验接线；断路器；回路电阻；电容量；介损；探索与实践
中图分类号：TM561文献标识码： A 文章编号：
前言
在电力系统中断路器是重要的电气设备，起着切断或关合电流的作用。为了判断运行中断路器的健康状态，需要对断路器定期开展高压试验测试，其试验结果是设备维护决策的重要依据。当测试结果异常时，一般应查明引起异常的原因，在排除由试验方式原因引起后，可怀疑设备存在问题，应对被试设备进一步检查。
在试验结果异常时，试验接线的影响是不可忽视的一个重要因素。根据测试经验，试验接线对高压试验结果的影响较大，失真的试验结果给判断一次设备的真实状态带来障碍甚至是误判。断路器回路电阻测试和断口并联电容器的电容量/介损(Cx/tanδ)测试均是预试规程中规定的试验项目[1]。在断路器回路电阻测试中，试验接线接触不良或断线将会使试验无法正常进行；在断路器断口并联电容器测试中，试验接线的接触不良将会造成测试结果的严重失真，容易造成误判。本文将以断路器回路电阻测试和断口并联电容的电容量介损(Cx/tanδ)测试项目为例来说明接线的重要性。
1回路电阻测试
断路器回路电阻测试目的主要是判断动、静触头是否接触良好，避免在运行中断路器异常发热而造成事故。断路器导电回路的测试方法采用直流压降法，要求测试电流不小于100A，目的为了是消除断路器动、静触头间氧化膜的影响，因氧化膜在大电流下很容易击穿从而可减小测量误差。因断路器回路电阻为μ级，为了避免导线电阻和接触电阻对测试结果的影响，在回路电阻测试中采用电流线(图1中C1、C2)与电压线(图1中P1、P2)分开的接线，电压线布置在电流线的内侧方式，即四端法。测试时，对被试品施加恒定的直流电流，测试此时的被试品两端的电压，通过了计算即可得到被试品的电阻值，即为回路电阻值。
图1回路电阻测试
在断路器回路电阻测试中，试验人员接线完毕并检查无误后方可开始测试；在测试中可能会出现线路开路、阻值为零和阻值偏大情况。下面以500kV断路器回路电阻测试为例对测试及分析过程进行介绍。
1.1线路开路情况
当测试仪器显示线路开路时，试验人员在地面观察500kV断路器上的接线确实已经接好，检查断路器确实在合位，于是怀疑测试仪器有问题。试验人员用回路电阻测试仪自带的校验电阻进行检查，检验发现测试仪器可以正确检测出电阻值，说明测试仪器是完好的。
至此只有导线尚未进行排查。随后，试验人员用万用表对断路器的试验接线进行了检查。检查发现C1与P1、C2与P2是连通的，说明电流线和电压线不存在断线情况；但在测试C1与C2间的电阻值时发现其电阻值约16Ω，判断原因为断路器上试验接线未接触好，分析原因为断路器引流线上的金属氧化膜所致。重新夹接电流钳后，测试结果正常。
通过了分析，此次线路开路的原因为被测电阻超过回路电阻测试仪测试量程所致，即仪器的输出容量不能满足大电阻测试要求，电流施加不上去所致。该回路电阻测试仪的量程为0～10mΩ。
1.2阻值异常
断路器回路电阻阻值异常情况可分为阻值为零和阻值偏大两种情况。
在断路器回路电阻测试中，当测试仪器显示被测回路电阻值为0时，对测试线进行检查发现电压测试线回路不通。经分析，对于断路器回路电阻值为0的情况，其原因为断路器测试中电压线未得到电压信号。此情况可分为两种情况，一种情况为由于断路器涂漆等原因使接触不好，改换线夹搭接位置后，测试可恢复正常；另一种情况为导线断线所致，例如，试验人员在检查中用万用表测量发现一侧的电流与电压引线之间不通，动过线夹后，仍不通，可判断是由于电压线断线引起的。经更换测试线后，测试可恢复正常。
对于敞开式断路器回路电阻值，规程要求其不大于制造厂规定值的120%。当测试数值超过此范围时，应排除接线的影响，可通过变换电压线接线位置尽量减小断路器外部出线电阻的影响，并可通过断路器多次合分减小断路器触头氧化膜电阻的影响；有条件时，可采用大电流进行复测。
1.3理论分析
因断路器回路电阻测试为直流压降法测试，其电阻计算公式为R=U/I。当电流为0时，表示导线断线或电阻过大，此时仪器输出电流施加不上去，而根据计算公式电阻计算值为无限大，仪器将提示线路开路。当电压为0时，则根据计算公式电阻计算值为0，此时则表示电压线未得到电压信号，可能为电压线夹接触不良或电压线断线。当电压线P1、P2间包括过多的断路器外部引线或出线排电阻时，电阻测试值将增大，因此测试时应尽量缩小P1与P2间包含的断路器外部引线电阻的范围。
2断口并联电容的电容量介损测试
被测试的500kV瓷柱式断路器为两断口结构，每一断口各有1只断口并联电容，断口并联电容的作用是在断路器操作时均匀断口间的电压分布。按规程要求，预试时需要测试电容量/介损(Cx/tanδ)。电容的电容量主要与电容的结构尺寸和极板间绝缘介质的介电常数有关。绝缘介质的介质损耗由介质在电场作用下的电导、极化和局部放电而产生的损耗组成，通常以介质损耗角正切值(tanδ)的大小作为一个指标来判断介质绝缘性能的好坏。在一定的电压和频率下，tanδ与绝缘介质的形状、大小无关，只与介质的固有特性有关。tanδ可以有效地发现绝缘受潮、穿透性导电通道、绝缘内含气泡的游离、绝缘分层和脱壳以及绝缘有脏污或劣化等缺陷[2]。
2.1试验现象
在某站500kV瓷柱式断路器断口并联电容器测试中，发现该断路器A相介损测试异常。数据如表1所示。电容量/介损(Cx/tanδ)测试方法为正接法。
表1断路器Cx/tanδ测试数据
表1中C测试和tanδ测试为本次测试值，C交接和tanδ交接为交接试验时测试值。从测试数据分析，断口并联电容器的电容值和介损值较交接时的测试值均有很大的偏差。该站投运时间不长，两次测试时间相差为1年左右。为了确认设备是否存在异常，对该断路器断口1的并联电容进行了现场高压介损测试。由于现场试验条件限制，施加的电压最大为53kV，高压介损测试情况如表2所示。
表2断口1并联电容高压介损测试结果(含升压和降压过程)
从表2中可以看出，在电压上升过程，随着电压的升高电容值逐渐趋于稳定值；介损值随电压的升高而逐渐降低，当电压大于41kV后介损值又有升高的趋势；而在电压下降过程，介损值随着电压的下降而升高。此现象与电容器绝缘存在缺陷的现象不符，存在缺陷的情况应为介损值随着电压的升高而有所升高，因此被试品可能不存在问题[3]。
试验人员接着做了断口2的高压介损，测试情况和表1的相似。为了排除试验仪器的测试的问题，更换仪器后测试结果和更换前结果一致，说明不是试验仪器的问题。
试验人员接着对加压线进行了检查，发现断路器中部的加压线固定在了均压环上，均压环上的油漆未清除，导线直接固定在了未清除油漆的均压环上。经清除油漆后，重新接线测试，测试结果如表3所示。
表3重新接线后介损测试
从表3测试结果分析，电容量/介损测试结果恢复正常，引起此次电容量和介损变化的原因为均压环上的油漆薄膜引起。
2.2原因分析
因加压线与电容器端子间存在油漆膜，相当于在电容器与加压线间又串入了阻抗。为了分析方便采用电介质的串联模型进行分析，如图2所示为电介质的串联模型与相量图。
图2电介质的串联模型与相量图
在电压较低情况下，油漆膜作介质未能击穿，测试得到的电容值为油漆膜作介质的电容与断口并联电容器的串联。结合表2、表3中的数据，由断口并联电容的电容量1030pF及油漆膜电容与断口并联电容的串联后总电容935.4pF(加压15kV时)可计算出油漆膜做介质的电容量约为10.18nF。因施加在油漆膜上的电压与电容值成反比，油漆膜上的分压并不大，比如电压升至15kV时，油漆膜承受电压约1.38kV；当电压继续升高后，油漆膜击穿程度加重，所测电容值逐渐接近断口并联电容器的交接试验值。
因油漆膜电阻的存在，在电压的作用下必然产生有功损耗，这就意味着有功功率的增加；根据介损值tanδ为介质的有功功率损耗与无功功率损耗的比值，在有功功率增加而无功功率变化不大的情况下，测试得到的介损值必然会增大。
随着电压的增加，油漆膜被击穿程度在逐渐加重，油漆膜的电阻在不断降低，因此所测得介损值会随着电压的增加而逐渐下降。但当电压较高时，由于引线电晕的产生，使介损值有增加的趋势。随着电压的不断下降，油漆膜绝缘在不断恢复，油漆膜形成的阻抗在不断增大，因此所测得的介损值在不断增加，电容值在不断减小。
当清除油漆膜后，加压线与电容器端子间油漆膜引起的阻抗不复存在，因此清除油漆膜后测试得到的电容量介损值为断口并联电容真实值。
电容测试仪范文6
［关键词］产品检测在线测试量程自动转换单片机
现代电器中分立元件主要是电阻、电容，在这些设备的维护维修中，电阻器的阻值和电容器容量的测量是一项主要内容。在线测试是利用新型电子测量技术，在线测试无需拆焊印制板上的元器件，不会因拆焊损坏印制板和元器件。这里介绍一种基于单片机控制的新型智能电阻、电容在线测试仪，该仪器采用量程自动转换和在线测试“电隔离”原理，可以直接在印制板上测量各元器件的参数，极大提高了测试速度，在电子产品的售后维护维修中得到很好利用，极大地提高了经济效益。
一、电阻的在线测试原理
电阻的测量是通过电阻―电压转换实现电阻值的测量的，标准电流源，通过被测电阻Rx，在Rx两端产生正比于被测电阻Rx的电压Vo，由单片机测得电压Vo值，就可以知道被测电阻Rx的大小，即Rx=V/Is。在实际应用中，标准电流源的产生通过标准电阻和标准参考电压来实现。在线测试电阻电路原理图如图1所示。
图1中，印制板上的待测电阻Rx接在反馈回路上，标准电阻RN接在输入回路中，VREF为基准电压，电路图中的输出Vo连接到量程自动转换PGA的输入端，作为PGA的输入电压，由图可知:
。
电流I由VREF、RN决定，它在Rx上的压降即输出电压V0，显然V0正比于Rx。从而实现了R-V转换。
其中，R1、R2为Rx的旁路等效电阻，根据深度电压负反馈的运算放大器工作原理，当R1和R2结点通过测试笔接地时，R1上的压降为零；作为负载电阻R2的值也不会影响其输出电压。输出电压表达式仍为:,它与R1和R2旁路电阻无关，即对Rx实现了“电隔离”。因此实现印制电路板上的被测电阻Rx直接转换为相应的电压测量。
为减小R2对输出电压的影响，输出级采用由T1和T2复合管组成的射级输出器，以进一步减小输出电阻，并为R2提供所需电流。
二、电容的在线测试
在线测试电容的电路原理图如图2所示。这是一个Cx-Vo转换电路，图中Cx为印制板上被测电容，Vi为基准的正弦波信号。电路图中的输出Vo连接到量程自动转换PGA的输入端，作为PGA的输入电压。
Cx-Vo转换电路采用简单有源RC电路，输出电压Vo与被测电容Cx为线性关系。该测试原理的电容测试不仅可用于在线电容测试，也可对分立的电容进行测试(即不在线时电容的测试)。在线、分立电容测试时，Cx-Vo转换电路实质上由反相积分器和微分器两部分组成。当交流周期信号Vi(t)激励Cx-Vo电路时，反相积分器的输出电压V′o(t)瞬时值为：
微分器输出电压为：。
式中：为Cx-Vo转换电路的转换系数。可见，Cx-Vo转换电路在正弦波信号Vi(t)激励下，只要合适选择Cx-Vo电路中的R1、C1、RN以及Vi(t)的数值就可以得到正比于被测电容Cx的输出电压Vo(t)，从而实现了Cx-Vo的转换。
三、量程自动转换
在计算机控制系统的检测中，当被测参数值不同时，必须提供多种量程的放大器，才能保证送到计算机的信号一致（0～5V）。为减少硬件电路结构，本测试仪采用美国B-B公司生产的PGA102型可编程增益放大器，其放大倍数可根据需要用程序进行控制。利用PGA可进行量程自动转换，实现测量的智能化，利用PGA实现量程自动转换的电阻、电容测试原理如图3所示。
图3PGA量程自动转换的电阻、电容测试原理图
图中的PGA的增益为1、10和100三档，A/D转换器采用8位的ADC0809芯片。
四、整机硬件结构
本测试仪除主要的电阻、电容测试电路部分、量程自动转换电路PGA、A/D转换电路之外，还需要有正弦信号发生器电路、AT89S51单片机系统（包括AT89S51芯片、8155接口芯片、2732EPROM芯片等）、数字显示（LED显示器）接口电路，以及频率转换电路。下面是整机原理框图，如图4所示。
主要工作原理：将电阻、电容的参数值转换成与之成正比关系变化的电压输出，采用可编程增益放大器PGA、A/D转
换器和单片机系统实现量程自动转换，测试结果送显示器显示，从而实现电阻、电容智能在线测试。
五、系统软件设计
测试系统的软件设计在数据处理方面采用了数字滤波的算术平均值滤波法，即能满足系统测试精度要求，又简化了硬件结构，达到了良好效果。
本测试仪给过多次改进、调试，通过实际应用，已初见成效，受到良好反映，改变了以往拆焊、测试、焊接的工艺过程，为电子产品售后服务、电子爱好者在进行产品调试提供了一种有效途径。
参考文献：
[1] 孟凤果:电子测量技术.北京:机械工业出版社,2005
[2] 潘新民王燕芳:微型计算机控制技术实用教程.北京:电子工业出版社,2006
