电力变压器直流电阻的快速测量方法----硬件设计

E²PROM是电可擦除的可编程只读存储器，它的主要优点是可以自动擦除并能在线改写，且能在断电情况下保存数据，而不需要保护电源。本装置选用2864作为E²PROM，它的连接方法与RAM的连接方法相同。

5.1.2.3 I/O扩展电路

80C196单片机I/O口线不多，在本装置中显示器﹑键盘和继电器的控制都需占用口地址，因此必须进行I/O口的扩展。8255在在单片机应用系统中广泛采用，其内部包含有三个端口，具有三种工作方式，由于它编程选择，使用灵活方便，通用性强。在本装置中选用一片8255进行I/O口扩展。电路如图5-4所示

5.1.3放电回路

放电回路的电路原理图如图5-5所示

测量结束时，将继电器K 1断开，因变压器绕组具有大电感，电流不能立即降为零，这样就会产生很大的电势e=Lx×（di/dt）因此必须加有放电回路，在本放电回路中，当继电器K 1断开后，二极管D 1导通，绕组中电流通过放电电阻R4和二极管形成回路，完成放电过程。放电电阻的选择要适当，放电电阻越大。电阻上消耗的功率越，放电时间越短，放电回路两端的电压越高。因此放电电阻的选择既要控制放电电压值是安全的，又要使放电时间尽可能短。

5.1.4信号采集电路

信号采集是针对80C196单片机而言的，为实现测量结果的显示及保护等功能，必须有采样计算电路。一方面可利用80C196单片机8路10位A/D转换器以及CPU的计算处理功能，另一方面可以使用单独的A/D转换器件，选取了AD1674.但是，进入A/D转换器和单片机的信号必须是经过调理[29]的信号，它要求符合以下条件：

（1）信号幅值不能超过±5V；

（2）进入AD1674和单片机输入口的信号是电压信号；

（3）输入信号不能干扰系统的正常工作；

因此，进入AD1674和单片机的信号必须经过适当的处理。对于电信号有电流和电压信号两种，在进入AD1674和单片机的之前的电流信号要转换成电压信号，利用电阻即可实现；对于高压、交变信号要转换成低压才能进入单片机。

在该设计中，采用直流采样。被测变压器绕组两端的电压通过滤波、放大和缓冲等环节送入AD1674的采集端口。滤波采用R、C滤波，缓冲采用电压跟随器，如图5-6所示

5.1.5信号的A/D转换

信号的A/D转换电路采用了AD1674，AD1674的结构特点和性能参数如下

（1） 12位逐次逼近ADC，可选择工作于12位，也可工作于8位。

（2）具有三态可控输出缓冲器，数字逻辑输入输出电平为TTL电平。

（3） 12位数据可以一次读出，也可以两次读出，便于与8位和16位微机相连接。

（4）具有+10.00V的内部电压基准源，最大误差为+1.2%，并可输出1.5mA的电流。

（5）内部具有时钟产生电路，不需要外部接线。

（6）可以单极性也可以双极型模拟输入，单极性时，满量程为0V~+10V和0V~+20V，从不同引脚输入。双极型输入时，满量程0V~+5V和0V~+10V，从不同引脚输入。

（7）单极性输入时，输出数字量为原码。双极型输出时，输出为偏移二进制码。

AD1674通过外部适当连线可以实现单极性输入，也可以实现双极型输入。输入信号均以模拟的AGND为基准。模拟输入信号的一端必须与AG相连，并且接点尽量靠近AGND引脚，接线应短。片内10V基准电压输出引脚REFOUT也是以AGND为基准，通常数字地DGND与AGND连在一起。所有电位器（调增益和调零点用）均应采用低温度系数电位器。例如金属模陶瓷电位器。

5.1.6打印机接口

目前，为单片机应用系统配置的微型打印机[31]中，比较流行的选用TPμP系列的点阵微型打印机。这种打印机整机体积小，重量轻，功能完善，操作简单，连接方便。选用该系列的TPμP-A40P型打印机，这是一种面板式超小型点阵通用打印机。其中“TP”为商标，“μP”表示微型打印机，“A”表示面板式，“40”表示每行最多打印40个字符，最后一个字符“P”表示接口形式为并行接口。基本参数如下：打印宽度：40个字符/行打印机接口：CENTRONICS并行接口打印速度：0.4行/秒电源：直流+5V，电流1.5A外型尺寸：107*65*80mm³