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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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[7]杨静.电子设计自动化[M].北京:高的教育出版社,2006.
[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：变压器容量测试仪；反窃电；技术；特性
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 24-0000-01
近年来，由于科技的飞速发展，窃电手段也各种各样，甚至取向智能化，变的越来越隐蔽，难以发现，使得电力企业损失严重，所以，我们需要对窃电手段的新形势、新问题进行大力研究，本文对变压器容量测量仪的反窃电进行了简单的探讨，从变压器容量测量仪的基本原理出发，进而对变压器容量测量仪的反窃电工作进行论述。
一、变压器容量测量仪概述
变压器容量测量仪是针对目前的市场研发的，对反窃电有一定的预防效果，变压器容量测量仪又称变压器特性测试仪或者变压器容量测试仪，变压器容量测试仪是对变压器进行测量的必要仪器，是维护用户和企业双方经济利益不可缺少的重要环节。
变压器容量测试仪的工作原理简单，是专门在低电压、小电流的情况下使用的，用来测试标准配电电力变压器容量，解决了未知容量的变压器试验的难题，专门帮助供电系统来查询窃电用户，该仪器体积小，使用起来方便，准确性高。
变压器容量测量仪工作原理：变压器容量测量仪使用方便，在现在的电力市场中，有许多不法分子为了贪图一时利益而去窃电，拿一些小容量、大损耗的变压器来充当大容量、小损耗的变压器，极大的扰乱了供电市场的秩序，也给电力企业带来了很大的损失，变压器容量测量仪针对这些问题可以很好的对变压器进行测量，对配电变压器额定容量进行判别，解决了未知容量的变压器试验的难题，给电力工作者们也带来了极大的方便。
二、变压器容量测量仪特性
变压器容量测量仪具有体积精巧、使用方便、测量准确性高、稳定性好等优点，其具体优点及特性如下：
（1）变压器容量测量仪功能强大、操作简单、可以满足配电现场对变压器测量的需要。
（2）变压器容量测量仪自带电源，可以无源进行测量，一次性可以连续测量一百台，方便、快捷、准确。
（3）该仪器可以自己进行波形畸变校正，比如：温度校正、电流和电压校正等。
（4）该仪器电池剩余电量指示功能并不是简单的亏电警报。
（5）该仪器使用方便，可以现场进行打印，查看测量效果。
（6）有方便的USB接口，可以随时与计算机进行连接，利用公司提供的软件进行现场生成报告，便于统计、记录工作的进行。
（7）该仪器测试过程无需人工升降，其内部微控制器控制，自动进行升降压，给工作人员节省了不少人力，减轻劳动负担，减少误差。
（8）大屏幕显示，全汉字人机对话，触摸方便、灵敏，适合各个季节的使用。
（9）该仪器内有保护电路，避免仪器损伤和人员事故。
三、变压器容量测试仪的反窃电工作探讨
近年来，随着科技的发展，窃电技术有了质的飞跃，窃电方式多种多样，例如：原始的窃电方式有私拉乱接无表用电、损坏电能表、绕越电能表用电等方式；现代的高科技窃电技术包括私自更换电压器以及电流互感器的名牌等，使用移相方式窃电、使用倒表器窃电、还有一些利用电能表的物理原理改变其电流电压和相位等使其出现故障，以达到窃电的目的。以上这些都是一些不法分子常用的窃电方式，给电力企业带来了极大的损失，危害了用电市场的秩序，所以，工作人员们针对这些问题引进了变压器容量测量仪，对变压器进行测量，大大减小了窃电带来的损失。
变压器容量测量仪可以对多种窃电方式进行测量，其自身带的电源可以一次性测量100台变压器，可以对变压器进行精密测量，包括三相交流电压、三相交流电流、三相功率等，准确性极高，大大减小窃电的可能性。
该测量仪对电磁干扰的抗扰度较高，在测试现场能保证不受其干扰，没有实质性的损伤，对反窃电有一定的帮助，而且该测量仪器具有完备的保护措施，不会受过流和短路的损害，测试电压的范围是人体能接受的范围，不会对人员造成损伤。由于这些优点，使得变压器容量测量仪的反窃电效果大大增强，为电力企业降低损失的同时也维护了用电市场秩序的稳定。
通过使用变压器容量测量仪对变压器进行测量，可以大大减小窃电的可能性，该测量仪可以对一些较为突出的窃电方式进行准确的测量，比如更换名牌、拿小容量大耗损的变压器充当大容量、小耗损的变压器等，严厉打击窃电行为，较好的对这些进行测量，给人们生产生活带来了极大的方便。
四、结束语
窃电行为一直是供电企业非常困扰的问题，对电力企业以及市场的危害极大，本文中提出的变压器容量测量仪对反窃电有一定的作用，使得稽查人员可以在现场检查用户的变压器，操作简便、快捷，是打击窃电行为的有效手段，遏制了违约用电的蔓延，不仅解决了供电企业在违约用电工作中面临的两难境地，而且也极大的减少了国有资产的损失。
参考文献：
[1]叶正杰，陈兴，符富强.新型智能变压器阻抗与容量测试仪在供电中的探讨[J].电器工程应用，2013（02）：30-31.
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
