摘要：本篇文章主要研究了仪器仪表接地电阻测试系统的设计和原理等，这个系统主要是根据接地电阻转换电力和单片机等系统组合而成的，而且这个系统有着人机交互的界面，可以显示出机电电阻的准确数据。而且这个系统也非常符合相关的标准。
关键词：仪器仪表；接地电阻；测试系统；设计
仪器仪表在进行使用的时候一定要确保安全，其主要的指标有接地电阻、绝缘电阻、耐压强度等等。接地电阻是指接线端子的接地触点和设备导电部分的电阻，接地电阻是根据接触电阻所构成的。现阶段，我国电气安全测试仪器一般都会使用单片机来对数据的信息和资料进行收集，在人机交互方面很多都是使用键盘来输入相关的指令，然后显示屏来显示相关的数据信息和结果。不过这个系统还是有很多的问题，如兼容性不好、操作不方便、处理能力差等等。为了可以有效地解决这样的问题，就是用单片机和PC机相结合，使用它们各自的优势，来解决这些问题，使测量的更加精准、操作变得简单方便。
一、接地电阻测试原理
接地电阻经常是用来说工频电流的，而且接地电阻也是判断电器接地保护是否合理的一种标准。电气设备要是没有了绝缘的效果，那么电器自身只要是金属的部位都有可能会带电，这个时候就要使用有效地接地方法来确保使用电器人人员的自身安全。所以，接地电阻的阻值不管多大还是多小都不会影响到电器设备的使用，而且还可以确保使用电器人员的人身安全。在测量接地电阻的时候，根据恒流源发生器所产出的电气设备电流为25安左右交流电，很多安全检测的部门都是需要电流要持续在25安左右一分钟的时间，测出来的电阻值使小于一百毫欧，这样的电阻值就属于安全的数值。要是人们在使用电器的时候，不小心碰到了电器带电的部分，那么只要有10安电流持续保持一分钟左右，就可以测量出电阻值小于五百毫欧，这样的数值也是安全数值。在测量小电阻的时候，为了避免端子对于电阻的影响，就会使用四端测量法来进行测量小电阻。在测量接地电阻两端电压和电流的时候，因为电压表的内阻是比较大的，接地电阻比较小，所以就可以忽视电阻的数值来进行计算。
二、硬件系统的设计
在整个接地电阻测试系统当中，主要包含了电源、测试回路、信号收集以及调理回路等组成。测试和控制的核心主要是使用AD型号的单片机，这个单片机当中有着八路十二位高速、高准确度的模拟数字转换器，它可以根据实际的情况，把电压进行转换，将其转换成为十二位精度的数值并且进行储存，经过和复杂可编程逻辑器件来进行扩展，让它的功能可以符合系统的需求。计算机要和单片机间使用串口来进行通信，使用MAX232的芯片来作为异步传输标准接口的电平转换芯片，完成晶体管逻辑电平到异步传输标准接口电平的转换。程控电源使用的是机械式调压方法，经过电动机来调动调压器的转动，让调压器输出的电压可以保持在零伏到一百二十伏之间，再根据变压器输出，测试出将要使用的电流值。程控电流源主要使用的是单片机的控制，经过电流传感器把回路当中的电流数据传输到单片机当中，并且和计算机当中所预设的电流数值来进行对比，随后来控制电动机进行转动，这样也就可以实现闭环控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为一般的传感器所使用的都是副边和原边线圈，想要保证电压可以实现升降方式，就一定要使用大量的线圈，因此，传感器的整体重量就会增大，无法在PCB电路板上进行焊接，所以信号调理电路当中就会使用小型的电压电流的传感器，然后收集回路当中的电压和电流的数值，经过传感器串联的电阻数值就可以精准的计算出电压和电流的大小。
三、软件系统的设计
整个系统软件的设计工作主要有，对单片机程序的设计工作、复杂可编程逻辑器件的程序设计工作、人机交互的设计工作以及通信程序的设计工作等等方面。在整个系统的设计当中，复杂可编程逻辑器件主要就是使用数字输出接口，而且它的编程语言是非常多的，如超高速集成电路硬件描述语言等等语言，要是在不是很复杂而且时间性要求比较低的环境而言，可以使用图形输入法来进行。在这个系统当中就需要使用图形输入法来进行程序的设计工作。单片机的程序开发工作要使用外国公司的C语言编辑环境，而且这样的程序也符合相关的标准，并且制作出来的代码运行起来十分的流程，所需要占用的空间也相对比较少。因为Microsoft Visual C++ 非常的灵活，而且使用起来也是比较方便的，所以非常适合用来作为设计的程序，并且也方便未来对其进行完善。
四、实验及数据结果的分析
对接地电阻的测试主要是为了测量在大电流下小电阻的情况，所以在选择被测电阻的时候一定要保证电阻的功率够大。实验可以使用粗导线来进行模拟测量，主要的方法就是使用长度合适的粗导线来测量接地电阻，将导线进行双线并绕的方法来防止时电感带来的影响。在进行测试的时候使用电流表来策略回路当中的电流，并且将其当做接地电阻电流的标准。然后使用电压表来测量接地电阻两端的电压数值，并且将测量出来的电压值当做仪器电压的标准。因为测试的电阻值很小，所以在进行测试的时候导线的电阻不能忽视，在测试时先来测试短路时的电阻值，然后在最后结果中减去这两个阻值，这样就会避免电阻误差出现。
结束语
总的来说，本篇文章根据相关的标准中对于接地电阻的测试进行了研究，并且实现了电气安全测试仪当中接地电阻测试系统的设计工作，而且这个系统的设计也满足相关的标准，并且经过相关的数据证明了这个系统在工作时的稳定性，测试出来的结构也非常符合标准。
参考文献：
[1]郑淞.接地电阻测试仪检定系统的设计[J].中国标准化，2018，No.520（8）：222-223.
[2]陈敏，张林，谢云涛.接地电阻测试分析[J].现代建筑电气，2018，9（10）：33-35.
[3]李永宏.浅谈接地电阻测量[J].四川水泥，2017（8）：347-348.
作者简介：
韩瑞（1992-12），男，汉族，湖北武汉人，本科学历，机电一体化方向，职称：初级工程师。
论文作者:韩瑞,汪善盛
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/11/26
标签：电阻论文; 电流论文; 测试论文; 系统论文; 测量论文; 单片机论文; 电压论文; 《电力设备》2019年第15期论文;