[实用新型]基于虚拟仪器技术的步进电流源装置

说明书

技术领域

本实用新型属于虚拟仪器技术领域，具体涉及一种基于虚拟仪器技术的步进电流源装置。

背景技术

近年来，随着电子技术、计算机网络和数字通信技术、现场总线技术和人工智能等大量新技术被运用到低压电器产品中，低压电器产品开始向高性能、多功能、高精度、高可靠性、高自动化程度和智能型方向发展。低压电器产品的升级换代日新月异，其对检测装置的要求也越来越高。智能型低压电器在出厂前都要进行各项性能检验，合格后方可出厂。智能型低压电器在进行过载保护、不平衡保护和接地保护等项目检测时，都要求检测装置提供高精度的大电流恒流源。目前，在低压电器测试领域，普遍采用单相交流电机驱动的调压器与低电压大电流变压器来构成大电流恒流源，如中国实用新型专利授权公告号CN2802836Y公开的“大电流发生器”以及中国实用新型专利授权公告号CN2120378公开的“便携式可调大电流发生器”，都只说明了调压器与低电压大电流变压器构成大电流发生器的组合结构，并没有涉及调压器的驱动装置。此外，因调压器存在惯性，使得电流调节惯性大，电流调节到设定值附近时容易引起振荡，从而会影响检测精度。

又如中国实用新型专利授权公告号CN201796057U公开的“基于虚拟仪器技术的电流发生装置”，虽然提出了粗调、微调调压器相互配合的组合方式，但同样未提及调压器的驱动装置。对于粗调、微调调压器相互配合的组合方式，在实际应用中，若采用单相交流电机驱动，其微调调压器的调节精度仍然有限，尤其是当电流调节到设定值时，微调调压器仍然会在设定值上下来回波动。此外，在这样的设计结构中，每次检测结束时，都要使粗调、微调调压器回零。若调压器事先不进行回零，其输出电压将不从零开始，从而会减小电流调节的范围，甚至无法起到电流调节的作用。粗调调压器和微调调压器，由于各自结构的不同，回零操作也有所不同。粗调调压器的回零是使调节端回到起始位置，一般通过电机驱动器来使电机反转，当调节端回到起始位置时，电机停止转动。而对于微调调压器，由于其输出电压为其调节端与中位抽头之间的电位差，因此它的回零是将调节端调节到中位抽头所在的位置，中位抽头所在的位置即是它的零位。当前大多采用时间控制的方式来使微调调压器回零，具体操作是先估算微调调压器的调节端从上限位调节到中位抽头位置的时间t，然后使微调调压器的调节端正转到达上限位，再按照预先估算的时间t，使微调调压器的调节端反转时间t回到中位抽头位置，当然也可以先使微调调压器的调节端反转到达下限位，再从下限位正转时间t回到中位抽头位置，这种方式的缺点是回零准确度不高、且回零时间长、效率较差。如果能够在整个测试过程中随时检测出调节端所处的位置，再由控制电路控制调节端直接从该位置进行回零，而不是先回到上下限位置后再回到中位抽头位置，这样就可以大大减短回零时间。如果检测到调节端刚好处于中位抽头位置时，则控制电路不作回零指示。显然，如果要实现上述构想，微调调压器调节端的位置检测是个关键点，而关于这点，在现有的相关文献中，还鲜有确实而可靠的设计方案。当需要进行电流调节时，首先由粗调调压器将电流调节到设定值允许的误差范围内，然后再启动微调调压器对电流进行微调。微调调压器根据检测到的电流值是大于还是小于设定值，使调节端相应地往上调或往下调，调节端往上调和往下调时微调调压器输出电压的极性刚好相反。最后，微调调压器的输出电压经微调变压器后与粗调调压器的输出电压叠加，利用该叠加产生的电压控制低电压大电流变压器的输出电流。由于微调变压器的输出电压较低，通常在20V以下，且电流的调节精度较高，因此不会对电流的微调作用造成影响。

一般地，调压器在调节时都设有上限位和下限位，如果到达上、下限位时不进行限位保护，而是继续转动，调压器自身就会受损。在现有技术中，采用中小型微动开关来进行限位保护。所述的微动开关具有常开触点和常闭触点，且两者之间存在一公共端。当对调压器实施限位保护时，需将微动开关的常闭触点接入调压器驱动电机的电源回路，当调压器调节到极限位置时断开驱动电机电源；同时又需将常开触点接入控制电路，将调压器调节到极限位置时的位置信号传输到控制电路。为了使电机电源的断开和位置信号的输出互不干扰，需要同时设置多个相互隔离的电源及相应的接口电路，这样的设计结构比较复杂，能耗损失大。

鉴于上述已有技术，有必要对现有的步进电流源装置加以改进，为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容