RU2608970C2 - Method of measuring full resistance components and device for its implementation - Google Patents

Method of measuring full resistance components and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2608970C2
RU2608970C2 RU2015129165A RU2015129165A RU2608970C2 RU 2608970 C2 RU2608970 C2 RU 2608970C2 RU 2015129165 A RU2015129165 A RU 2015129165A RU 2015129165 A RU2015129165 A RU 2015129165A RU 2608970 C2 RU2608970 C2 RU 2608970C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sinusoidal voltage
output
analyzed
input
impedance
Prior art date
Application number
RU2015129165A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015129165A (en
Inventor
Александр Григорьевич Комаров
Артем Владимирович Веретенников
Андрей Юрьевич Сурков
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Алекто-Автоматика"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Алекто-Автоматика" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Алекто-Автоматика"
Priority to RU2015129165A priority Critical patent/RU2608970C2/en
Publication of RU2015129165A publication Critical patent/RU2015129165A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2608970C2 publication Critical patent/RU2608970C2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology; electricity.
SUBSTANCE: invention relates to measurement and control of the full resistance components and can be used to measure voltage on the poles contacts and to measure internal resistance of galvanic elements, various types of accumulators and batteries on their basis. Method is implemented by a device comprising microcontroller (1), generator (2), low-pass filter (element of protection from interference) (3), controlled current source (4), first multiplier (5), low-pass filter (element of protection from interference) (6), measuring circuit (7), second multiplier (8), low-pass filter (9), current meter (10), analyzed electrochemical power source (ECPS) (11). Generator (2) has two outputs, the first of which is the output of the first sinusoidal voltage, measuring circuit (7) connected to analyzed ECPS (11). To the output of the measuring circuit connected is filter (6), the output of which is connected to the first input of first multiplier (5). To the second output of generator (2) connected is the third input of first (5) and second (8) multipliers, the outputs of which are connected to measuring inputs of microcontroller (1). Besides, to the second output of generator (2) connected is filter (3), the output of which is connected to controlled current source (4), which sets the value of current flowing through analyzed ECPS (11). Second output of analyzed ECPS (11) is connected to current meter (10), which output via filter (9) is connected to second multiplier (8). Using this device determined are the active and the reactive components of the signal, they are fed to measuring inputs of the microcontroller, which by four signals calculates the active and the reactive components of full resistance of the analyzed ECPS.
EFFECT: technical result is improvement of accuracy of measuring components of the full ECPS resistance, which increases reliability of determining the ECPS defects.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электроизмерительной техники, а именно к измерению и контролю составляющих полного сопротивления, и может быть использовано, в частности, для измерения напряжения на контактах полюсов и измерения внутреннего сопротивления электрохимических источников питания (ЭХИП) с номинальным напряжением не более 30 В, а именно, гальванических элементов, аккумуляторов различных типов и батарей на их основе.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to the measurement and control of the components of the impedance, and can be used, in particular, to measure the voltage at the terminals of the poles and measure the internal resistance of electrochemical power supplies (EHIP) with a nominal voltage of not more than 30 V, and namely, galvanic cells, various types of batteries and batteries based on them.

Известен способ измерения составляющих полного сопротивления и устройство для его осуществления (Патент РФ N 2092861, МПК G01R 27/02, опубликован 10.10.97 г., Бюл. N 28). Известный способ включает синхронное формирование первого синусоидального и первого прямоугольного напряжения таким образом, что они имеют одинаковые периоды, а фронт первого прямоугольного напряжения совпадает с моментом перехода первого синусоидального напряжения через нуль, подачу первого синусоидального напряжения на анализируемое полное сопротивление с получением на входе второго синусоидального напряжения с амплитудой, пропорциональной модулю анализируемого полного сопротивления, и сдвигом фазы относительно первого синусоидального напряжения, равным фазовому сдвигу анализируемого полного сопротивления, и обработку полученного сигнала в виде второго синусоидального напряжения с участием в ней первого прямоугольного напряжения. Обработку производят путем управляемого интегрирования второго синусоидального напряжения, причем знак интегрирования задается номером полупериода прямоугольного напряжения, а начало интегрирования привязывают либо к моменту перехода через нуль первого синусоидального напряжения, либо к моменту максимума его абсолютной величины. По результатам первого интегрирования судят о величине активной составляющей анализируемого полного сопротивления, а по результатам второго - о величине реактивной.A known method of measuring the components of the impedance and a device for its implementation (RF Patent N 2092861, IPC G01R 27/02, published 10.10.97, Bull. N 28). The known method includes the synchronous formation of the first sinusoidal and first rectangular voltage so that they have the same periods, and the front of the first rectangular voltage coincides with the moment the first sinusoidal voltage passes through zero, the first sinusoidal voltage is applied to the analyzed impedance with the second sinusoidal voltage received at the input with an amplitude proportional to the modulus of the analyzed impedance, and a phase shift relative to the first sine ooidal voltage equal to the phase shift of the analyzed impedance, and processing the received signal in the form of a second sinusoidal voltage with the participation of the first rectangular voltage. Processing is carried out by controlled integration of the second sinusoidal voltage, the integration sign being set by the number of the half-wave of the rectangular voltage, and the beginning of integration is tied either to the moment the first sinusoidal voltage passes through zero, or to the moment of its maximum absolute value. According to the results of the first integration, the value of the active component of the analyzed impedance is judged, and according to the results of the second - the value of the reactive.

Устройство для осуществления данного способа включает генератор с двумя выходами, первый из которых является выходом первого синусоидального напряжения, а второй - выходом первого прямоугольного напряжения с периодом, равным периоду первого синусоидального напряжения, и с фронтом, совпадающим с моментом перехода первого синусоидального напряжения через нуль, измерительную схему, содержащую анализируемое полное сопротивление, вход которой подключен к первому выходу генератора, а выход является выходом второго синусоидального напряжения с амплитудой, пропорциональной модулю анализируемого полного сопротивления, и со сдвигом фазы относительно первого синусоидального напряжения, равным фазовому сдвигу анализируемого полного сопротивления, элемент защиты от помех и элементы обработки сигналов, соединенные с выходом измерительной схемы через элемент защиты от помех. Элемент защиты от помех выполнен в виде фильтра. В качестве элементов обработки сигналов используют управляемый интегратор и элементы памяти.A device for implementing this method includes a generator with two outputs, the first of which is the output of the first sinusoidal voltage, and the second is the output of the first rectangular voltage with a period equal to the period of the first sinusoidal voltage, and with a front coinciding with the moment the first sinusoidal voltage passes through zero, a measuring circuit containing the analyzed impedance, the input of which is connected to the first output of the generator, and the output is the output of the second sinusoidal voltage Nia with amplitude proportional to the absolute value of the analyzed impedance, and phase-shifted relative to the first sinusoidal voltage equal to the phase shift of the analyzed impedance element protection from interference and signal processing elements, coupled to the output of the measurement circuit through the protection element from interference. The interference protection element is made in the form of a filter. As elements of signal processing, a controlled integrator and memory elements are used.

Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является способ измерения составляющих полного сопротивления и устройство для его осуществления [Патент РФ №2154834, МПК G01R 27/02, опубл. 27.04.2012, Бюл. №12]. В соответствии с данным способом, включающем синхронное формирование первого синусоидального и первого прямоугольного напряжения таким образом, что они имеют одинаковые периоды, а фронт первого прямоугольного напряжения совпадает с моментом перехода первого синусоидального напряжения через нуль, подачу первого синусоидального напряжения на анализируемое полное сопротивление с получением на выходе второго синусоидального напряжения с амплитудой, пропорциональной модулю анализируемого полного сопротивления, и сдвигом фазы относительно первого синусоидального напряжения, равным фазовому сдвигу анализируемого полного сопротивления, и обработку полученного сигнала в виде второго синусоидального напряжения с участием в ней первого прямоугольного напряжения, по результатам которой судят о величинах составляющих анализируемого полного сопротивления, согласно изобретению синхронно с первым синусоидальным напряжением дополнительно формируют второе прямоугольное напряжение таким образом, чтобы его период был равен периоду первого синусоидального напряжения, а его фронт был смещен на четверть периода относительно момента перехода первого синусоидального напряжения через нуль. Обработку полученного сигнала в виде второго синусоидального напряжения производят с одновременным участием первого и второго прямоугольных напряжений, путем раздельного перемножения каждого из указанных напряжений на второе синусоидальное напряжение с последующей фильтрацией результирующих сигналов. При этом по отфильтрованному результирующему сигналу от перемножения второго синусоидального напряжения на первое прямоугольное судят о величине активной составляющей анализируемого полного сопротивления, а по отфильтрованному результирующему сигналу от перемножения второго синусоидального напряжения на второе прямоугольное судят о величине его реактивной составляющей.Closest to the invention in terms of essential features is a method of measuring the components of the impedance and a device for its implementation [RF Patent No. 2154834, IPC G01R 27/02, publ. 04/27/2012, Bull. No. 12]. In accordance with this method, which includes the synchronous formation of the first sinusoidal and first rectangular voltage so that they have the same periods, and the front of the first rectangular voltage coincides with the moment the first sinusoidal voltage passes through zero, the first sinusoidal voltage is applied to the analyzed impedance with obtaining at the output of the second sinusoidal voltage with an amplitude proportional to the module of the analyzed impedance, and phase shift includes As regards the first sinusoidal voltage equal to the phase shift of the analyzed impedance, and processing the received signal in the form of a second sinusoidal voltage with the participation of the first rectangular voltage, according to which the values of the components of the analyzed impedance are judged, according to the invention, in addition to the first sinusoidal voltage, the second rectangular voltage so that its period is equal to the period of the first sinusoidal voltage, and e the front was shifted by a quarter of the period relative to the moment the first sinusoidal voltage passes through zero. Processing the received signal in the form of a second sinusoidal voltage is performed with the simultaneous participation of the first and second rectangular voltages, by separately multiplying each of these voltages by a second sinusoidal voltage, followed by filtering the resulting signals. At the same time, by the filtered resulting signal from the multiplication of the second sinusoidal voltage by the first rectangular one, the value of the active component of the analyzed impedance is judged, and by the filtered resultant signal from the multiplication of the second sinusoidal voltage by the second rectangular one judges the value of its reactive component.

Функциональная схема устройства, реализующего указанный способ-прототип, включает генератор с двумя выходами, первый из которых является выходом первого синусоидального напряжения, а второй - выходом первого прямоугольного напряжения с периодом, равным периоду первого синусоидального напряжения, и с фронтом, совпадающим с моментом перехода первого синусоидального напряжения через нуль, измерительную схему, содержащую анализируемое полное сопротивление, вход которой подключен к первому выходу генератора, а выход является выходом второго синусоидального напряжения с амплитудой, пропорциональной модулю анализируемого полного сопротивления, и со сдвигом фазы относительно первого синусоидального напряжения, равным фазовому сдвигу анализируемого полного сопротивления, элемент защиты от помех и элементы обработки сигналов, соединенные с выходом измерительной схемы через элемент защиты от помех. Кроме того, генератор дополнительно содержит третий выход, который является выходом второго прямоугольного напряжения с периодом, равным периоду первого синусоидального напряжения и фронтом, смещенным на четверть периода относительно момента перехода первого синусоидального напряжения через нуль, а в качестве элементов обработки сигналов используют два умножителя и два фильтра. Измерительная схема непосредственно подсоединена к элементам обработки сигналов таким образом, что выход измерительной схемы соединен с одним из входов первого и одним из входов второго умножителя, второй вход первого умножителя подключен к второму выходу генератора, второй вход второго умножителя подключен к третьему выходу генератора, выход первого умножителя соединен с входом первого фильтра, выход второго умножителя соединен с входом второго фильтра, а выходы первого и второго фильтров являются выходами устройства.Functional diagram of a device that implements the specified prototype method includes a generator with two outputs, the first of which is the output of the first sinusoidal voltage, and the second is the output of the first rectangular voltage with a period equal to the period of the first sinusoidal voltage, and with a front coinciding with the moment of transition of the first sinusoidal voltage through zero, a measuring circuit containing the analyzed impedance, the input of which is connected to the first output of the generator, and the output is the output of the second th sinusoidal voltage whose amplitude is proportional to the modulus of the analyzed impedance, and phase-shifted relative to the first sinusoidal voltage equal to the phase shift of the analyzed impedance element protection from interference and signal processing elements, coupled to the output of the measurement circuit through the protection element from interference. In addition, the generator further comprises a third output, which is the output of the second rectangular voltage with a period equal to the period of the first sinusoidal voltage and the front shifted by a quarter of the period relative to the moment the first sinusoidal voltage passes through zero, and two multipliers and two are used as signal processing elements filter. The measuring circuit is directly connected to the signal processing elements so that the output of the measuring circuit is connected to one of the inputs of the first and one of the inputs of the second multiplier, the second input of the first multiplier is connected to the second output of the generator, the second input of the second multiplier is connected to the third output of the generator, the output of the first the multiplier is connected to the input of the first filter, the output of the second multiplier is connected to the input of the second filter, and the outputs of the first and second filters are the outputs of the device.

Недостатком аналога, прототипа и устройств для их осуществления является измерение составляющих полного сопротивления не стабилизированным по току синусоидальным сигналом, на одной фиксированной частоте, без возможности изменения ее значения, что приводит к недостаточной точности измерения и снижению достоверности определения дефектных электрохимических источников питания.The disadvantage of the analogue, prototype and devices for their implementation is the measurement of the components of the impedance of a non-current-stable sinusoidal signal, at one fixed frequency, without the possibility of changing its value, which leads to insufficient measurement accuracy and a decrease in the reliability of determining defective electrochemical power sources.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности проведения многочастотного анализа электрохимических источников тока и, как следствие, повышение точности измерения составляющих полного сопротивления ЭХИП.The technical result of the invention is the provision of the possibility of conducting multi-frequency analysis of electrochemical current sources and, as a result, improving the accuracy of measuring the components of the impedance of the echip.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе измерения составляющих полного сопротивления, включающем формирование первого синусоидального напряжения, подачу первого синусоидального напряжения на анализируемое полное сопротивление с получением на выходе второго синусоидального напряжения с амплитудой, пропорциональной модулю анализируемого полного сопротивления, и сдвигом фазы относительно первого синусоидального напряжения, равным фазовому сдвигу анализируемого полного сопротивления, и обработку полученного сигнала в виде второго синусоидального напряжения, пропускание второго синусоидального напряжения через фильтр, согласно заявляемому изобретению второе синусоидальное напряжение формируют таким образом, чтобы его период был равен периоду первого синусоидального напряжения, а фаза второго синусоидального напряжения сдвинута по отношению к первому синусоидальному напряжению на 90 градусов, преобразуют первое синусоидальное напряжение в однополярный импульсный ток, пропускают через анализируемую аккумуляторную батарею и измеритель тока и выходной сигнал подают через фильтр на первый вход второго умножителя, на второй вход которого подают первое синусоидальное, а на третий - второе синусоидальное напряжение, перемножают сигналы с первого входа и второго входа, в результате чего получают активную составляющую сигнала, затем перемножают сигналы с первого входа и третьего входа, в результате чего получают реактивную составляющую сигнала, затем активную и реактивную составляющие сигнала подают на измерительные входы микроконтроллера, с анализируемой аккумуляторной батареи выделяют переменную составляющую напряжения с амплитудой, пропорциональной модулю анализируемого полного сопротивления, и сдвигом фазы относительно первого синусоидального напряжения, равным фазовому сдвигу анализируемого полного сопротивления, сигнал подают через измерительную схему и фильтр на первый вход первого умножителя, на второй вход которого подают первое синусоидальное напряжение, а на третий - второе синусоидальное напряжение, перемножают сигналы с первого входа и второго входа, получают активную составляющую сигнала, а затем перемножают сигналы с первого входа и третьего входа, получая реактивную составляющую сигнала, активную и реактивную составляющие сигнала подают на измерительные входы микроконтроллера, который по четырем сигналам производит вычисление активной и реактивной составляющих полного сопротивления анализируемой аккумуляторной батареи.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of measuring the components of the impedance, including the formation of the first sinusoidal voltage, applying the first sinusoidal voltage to the analyzed impedance with the output of the second sinusoidal voltage with an amplitude proportional to the module of the analyzed impedance, and the phase shift relative to the first sinusoidal voltage equal to the phase shift of the analyzed impedance, and processing the resulting the signal in the form of a second sinusoidal voltage, passing the second sinusoidal voltage through the filter, according to the claimed invention, the second sinusoidal voltage is formed so that its period is equal to the period of the first sinusoidal voltage, and the phase of the second sinusoidal voltage is shifted relative to the first sinusoidal voltage by 90 degrees, convert the first sinusoidal voltage into a unipolar pulse current, pass through the analyzed battery and meter current and the output signal is fed through a filter to the first input of the second multiplier, the first input of which is supplied with the first sinusoidal, and the second - second sinusoidal voltage, the signals from the first input and the second input are multiplied, as a result of which the active component of the signal is obtained, then the signals from the first input and the third input, resulting in a reactive component of the signal, then the active and reactive components of the signal are fed to the measuring inputs of the microcontroller, with the analyzed battery the batteries isolate an alternating voltage component with an amplitude proportional to the module of the analyzed impedance, and a phase shift relative to the first sinusoidal voltage equal to the phase shift of the analyzed impedance, the signal is fed through a measuring circuit and a filter to the first input of the first multiplier, the first input of which is supplied with the first sinusoidal voltage , and on the third - the second sinusoidal voltage, multiply the signals from the first input and second input, get the active component s drove, and then multiply the signals from the first input and the third input, receiving the reactive component of the signal, the active and reactive components of the signal are fed to the measuring inputs of the microcontroller, which four signals calculate the active and reactive components of the impedance of the analyzed battery.

Технический результат достигается также тем, что в устройстве для измерения составляющих полного сопротивления, включающем генератор с двумя выходами, первый из которых является выходом первого синусоидального напряжения, измерительную схему, подключенную к анализируемому ЭХИП, выход которой является выходом третьего синусоидального напряжения с амплитудой, пропорциональной модулю анализируемого полного сопротивления, и сдвигом фазы относительно первого синусоидального напряжения, равным фазовому сдвигу анализируемого полного сопротивления, к выходу которой подключен фильтр (элемент защиты от помех), выход которого подключен к первому входу первого умножителя, согласно заявляемому изобретению второй выход генератора является выходом второго синусоидального напряжения с периодом, равным периоду первого синусоидального напряжения, но сдвинутым по отношению к нему на 90 градусов, ко второму выходу генератора подключен третий вход первого и второго умножителей, выходы которых подключены к измерительным входам микроконтроллера.The technical result is also achieved by the fact that in the device for measuring the components of the impedance, including a generator with two outputs, the first of which is the output of the first sinusoidal voltage, a measuring circuit connected to the analyzed EHIP, the output of which is the output of the third sinusoidal voltage with an amplitude proportional to the module analyzed impedance, and a phase shift relative to the first sinusoidal voltage equal to the phase shift of the analyzed impedance resistance, the output of which is connected to a filter (anti-interference element), the output of which is connected to the first input of the first multiplier, according to the claimed invention, the second output of the generator is the output of the second sinusoidal voltage with a period equal to the period of the first sinusoidal voltage, but shifted relative to it by 90 degrees, the third input of the first and second multipliers is connected to the second output of the generator, the outputs of which are connected to the measuring inputs of the microcontroller.

Сущность технического решения поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема устройства для измерения составляющих полного сопротивления.The essence of the technical solution is illustrated by the drawing, which shows a block diagram of a device for measuring the components of the impedance.

Устройство для осуществления способа содержит микроконтроллер 1, генератор 2, фильтр нижних частот (элемент защиты от помех) 3, управляемый источник тока 4, первый умножитель 5, фильтр нижних частот (элемент защиты от помех) 6, измерительную схему 7, второй умножитель 8, фильтр нижних частот (элемент защиты от помех) 9, измеритель тока 10, анализируемый ЭХИП 11. Генератор 2 имеет два выхода, первый из которых является выходом первого синусоидального напряжения, измерительную схему 7, подключенную к анализируемому ЭХИП 11. К выходу измерительной схемы подключен фильтр 6, выход которого подключен к первому входу первого умножителя 5. Ко второму выходу генератора 2 подключен третий вход первого 5 и второго 8 умножителей, выходы которых подключены к измерительным входам микроконтроллера 1. Кроме того, ко второму выходу генератора 2 подключен фильтр 3, выход которого подключен к управляемому источнику тока 4, который задает величину тока, протекающего через анализируемый ЭХИП 11. Второй выход анализируемого ЭХИП 11 подключен к измерителю тока 10, выход которого через фильтр 9 подключен ко второму умножителю 8.A device for implementing the method comprises a microcontroller 1, a generator 2, a low-pass filter (anti-interference element) 3, a controlled current source 4, a first multiplier 5, a low-pass filter (anti-interference element) 6, a measuring circuit 7, a second multiplier 8, low-pass filter (anti-jamming element) 9, current meter 10, analyzed by EHIP 11. Generator 2 has two outputs, the first of which is the output of the first sinusoidal voltage, measuring circuit 7 connected to the analyzed EHIP 11. To the output of the measuring circuit Filter 6 is connected, the output of which is connected to the first input of the first multiplier 5. A second input of the first 5 and second 8 multipliers is connected to the second output of the generator 2, the outputs of which are connected to the measuring inputs of the microcontroller 1. In addition, filter 3 is connected to the second output of the generator 2, the output of which is connected to a controlled current source 4, which sets the amount of current flowing through the analyzed EHIP 11. The second output of the analyzed EHIP 11 is connected to a current meter 10, the output of which through the filter 9 is connected to the second a factor of 8.

Сущность предлагаемого способа состоит в формировании первого синусоидального напряжения генератором (2), подаче первого синусоидального напряжения на анализируемый ЭХИП 11, с получением на его выходе второго синусоидального напряжения с амплитудой, пропорциональной модулю анализируемого полного сопротивления, и сдвигом фазы относительно первого синусоидального напряжения, равным фазовому сдвигу анализируемого полного сопротивления, и обработке полученного сигнала в виде второго синусоидального напряжения фильтром 9. Второе синусоидальное напряжение формируется таким образом, чтобы его период был равен периоду первого синусоидального напряжения, а фаза второго синусоидального напряжения сдвинута по отношению к первому синусоидальному напряжению на 90 градусов. Первое синусоидальное напряжение преобразуется в однополярный импульсный ток, пропускается через анализируемый ЭХИП 11 и измеритель тока 10. Выходной сигнал измерителя 10 подается через фильтр 9 на первый вход второго умножителя 8, на второй вход которого подают первое синусоидальное напряжение от генератора 2, а на третий - второе синусоидальное напряжение от генератора 2. Далее сигналы с первого и второго входа второго умножителя 8 перемножаются, в результате чего получается активная составляющая сигнала. Затем сигналы с первого и третьего входа второго умножителя 8 перемножаются, в результате чего получается реактивная составляющая сигнала. Затем активная и реактивная составляющие сигнала подаются на измерительные входы микроконтроллера. С анализируемого ЭХИП 11 выделяется переменная составляющая напряжения с амплитудой, пропорциональной модулю анализируемого полного сопротивления ЭХИП 11, и сдвигом фазы относительно первого синусоидального напряжения генератора 2, равным фазовому сдвигу анализируемого полного сопротивления ЭХИП 11. Сигнал подается через измерительную схему 7 и фильтр 6 на первый вход первого умножителя 5, на второй вход которого подается первое синусоидальное напряжение от генератора 2, а на третий - второе синусоидальное напряжение от генератора 2. Сигналы с первого и второго входа генератора 2 перемножаются первым умножителем 5, в результате чего получается активная составляющая сигнала. Затем сигналы с первого и третьего выхода генератора 2 перемножаются первым умножителем 5, в результате чего получается реактивная составляющая сигнала. Активная и реактивная составляющие сигнала подаются на измерительные входы микроконтроллера 1, который по четырем сигналам производит вычисление активной и реактивной составляющей полного сопротивления анализируемого ЭХИП 11.The essence of the proposed method consists in generating the first sinusoidal voltage by the generator (2), applying the first sinusoidal voltage to the analyzed EHIP 11, with obtaining at its output a second sinusoidal voltage with an amplitude proportional to the module of the analyzed impedance, and a phase shift relative to the first sinusoidal voltage equal to the phase the shift of the analyzed impedance, and processing the received signal in the form of a second sinusoidal voltage filter 9. The second sinusoid The ideal voltage is formed so that its period is equal to the period of the first sinusoidal voltage, and the phase of the second sinusoidal voltage is shifted relative to the first sinusoidal voltage by 90 degrees. The first sinusoidal voltage is converted into a unipolar pulse current, passed through the analyzed ECIP 11 and the current meter 10. The output signal of the meter 10 is fed through the filter 9 to the first input of the second multiplier 8, the second input of which serves the first sinusoidal voltage from generator 2, and the third the second sinusoidal voltage from the generator 2. Next, the signals from the first and second inputs of the second multiplier 8 are multiplied, resulting in the active component of the signal. Then the signals from the first and third inputs of the second multiplier 8 are multiplied, resulting in a reactive component of the signal. Then the active and reactive components of the signal are fed to the measuring inputs of the microcontroller. From the analyzed EHIP 11, an alternating voltage component with an amplitude proportional to the module of the analyzed impedance of the EHIP 11 and a phase shift relative to the first sinusoidal voltage of the generator 2, equal to the phase shift of the analyzed impedance of the EHEP 11, is extracted. The signal is fed through the measuring circuit 7 and filter 6 to the first input the first multiplier 5, the second input of which is supplied with the first sinusoidal voltage from the generator 2, and the third is the second sinusoidal voltage from the generator 2. Signal The channels from the first and second inputs of the generator 2 are multiplied by the first multiplier 5, as a result of which the active component of the signal is obtained. Then the signals from the first and third outputs of the generator 2 are multiplied by the first multiplier 5, resulting in a reactive component of the signal. The active and reactive components of the signal are fed to the measuring inputs of the microcontroller 1, which, based on four signals, calculates the active and reactive component of the impedance of the analyzed ECP 11.

Заявляемое техническое решение позволяет проводить многочастотный анализ полного сопротивления анализируемого ЭХИП, что в свою очередь значительно увеличивает число диагностических параметров ЭХИП при оценке его текущего состояния. Следствием реализации предлагаемых технических решений также является повышение точности измерения составляющих полного сопротивления ЭХИП. В совокупности это приводит к повышению достоверности определения дефектов ЭХИП.The claimed technical solution allows a multi-frequency analysis of the impedance of the analyzed ECP, which in turn significantly increases the number of diagnostic parameters of the ECP in assessing its current state. A consequence of the implementation of the proposed technical solutions is also to increase the accuracy of the measurement of the components of the impedance of the ECCP. Together, this leads to an increase in the reliability of the determination of defects in ECIP.

Claims (2)

1. Способ измерения составляющих полного сопротивления, включающий формирование первого синусоидального напряжения, подачу первого синусоидального напряжения на анализируемое полное сопротивление с получением на выходе второго синусоидального напряжения с амплитудой, пропорциональной модулю анализируемого полного сопротивления, и сдвигом фазы относительно первого синусоидального напряжения, равным фазовому сдвигу анализируемого полного сопротивления, и обработку полученного сигнала в виде второго синусоидального напряжения, второе синусоидальное напряжение пропускают через фильтр, отличающийся тем, что второе синусоидальное напряжение формируют таким образом, чтобы его период был равен периоду первого синусоидального напряжения, а фаза второго синусоидального напряжения сдвинута по отношению к первому синусоидальному напряжению на 90 градусов, преобразуют первое синусоидальное напряжение в однополярный импульсный ток, пропускают через анализируемый ЭХИП (электрохимический источник питания) и измеритель тока и выходной сигнал подают через фильтр на первый вход второго умножителя, на второй вход которого подают первое синусоидальное, а на третий - второе синусоидальное напряжение, перемножают сигналы с первого входа и второго входа, в результате чего получают активную составляющую сигнала, затем перемножают сигналы с первого входа и третьего входа, в результате чего получают реактивную составляющую сигнала, затем активную и реактивную составляющие сигнала подают на измерительные входы микроконтроллера, с анализируемой аккумуляторной батареи выделяют переменную составляющую напряжения с амплитудой, пропорциональной модулю анализируемого полного сопротивления, и сдвигом фазы относительно первого синусоидального напряжения, равным фазовому сдвигу анализируемого полного сопротивления, сигнал подают через измерительную схему и фильтр на первый вход первого умножителя, на второй вход которого подают первое синусоидальное напряжение, а на третий - второе синусоидальное напряжение, перемножают сигналы с первого входа и второго входа, получают активную составляющую сигнала, а затем перемножают сигналы с первого входа и третьего входа, получая реактивную составляющую сигнала, активную и реактивную составляющие сигнала подают на измерительные входы микроконтроллера, который по четырем сигналам производит вычисление активной и реактивной составляющей полного сопротивления анализируемого ЭХИП.1. The method of measuring the components of the impedance, including the formation of the first sinusoidal voltage, applying the first sinusoidal voltage to the analyzed impedance with the output of the second sinusoidal voltage with an amplitude proportional to the module of the analyzed impedance, and a phase shift relative to the first sinusoidal voltage equal to the phase shift of the analyzed impedance, and processing the received signal in the form of a second sinusoidal voltage, W A different sinusoidal voltage is passed through a filter, characterized in that the second sinusoidal voltage is formed so that its period is equal to the period of the first sinusoidal voltage, and the phase of the second sinusoidal voltage is shifted 90 degrees with respect to the first sinusoidal voltage, and the first sinusoidal voltage is converted to unipolar pulse current is passed through the analyzed EHIP (electrochemical power source) and the current meter and output signal are fed through the filter first the second input of the second multiplier, to the second input of which the first sinusoidal voltage is supplied, and the second sinusoidal voltage is supplied to the third, the signals from the first input and the second input are multiplied, as a result of which the active component of the signal is obtained, then the signals from the first input and the third input are multiplied, as a result which produces the reactive component of the signal, then the active and reactive components of the signal are fed to the measuring inputs of the microcontroller, an alternating voltage component is isolated from the analyzed battery I with an amplitude proportional to the module of the analyzed impedance and a phase shift relative to the first sinusoidal voltage equal to the phase shift of the analyzed impedance, the signal is fed through the measuring circuit and filter to the first input of the first multiplier, the second input of which serves the first sinusoidal voltage, and the third - the second sinusoidal voltage, multiply the signals from the first input and the second input, get the active component of the signal, and then multiply the signals from the first input and the third input, receiving the reactive component of the signal, the active and reactive components of the signal are fed to the measuring inputs of the microcontroller, which four signals calculates the active and reactive component of the impedance of the analyzed ECP. 2. Устройство для измерения составляющих полного сопротивления, включающее генератор с двумя выходами, первый из которых является выходом первого синусоидального напряжения, измерительную схему, подключенную к анализируемому ЭХИП, выход которой является выходом третьего синусоидального напряжения с амплитудой, пропорциональной модулю анализируемого полного сопротивления, и сдвигом фазы относительно первого синусоидального напряжения, равным фазовому сдвигу анализируемого полного сопротивления, к выходу которой подключен фильтр, выход которого подключен к первому входу первого умножителя, отличающееся тем, что второй выход генератора является выходом второго синусоидального напряжения с периодом, равным периоду первого синусоидального напряжения, но сдвинутым по отношению к нему на 90 градусов, ко второму выходу генератора подключен третий вход первого и второго умножителей, выходы которых подключены к измерительным входам микроконтроллера.2. A device for measuring the components of the impedance, including a generator with two outputs, the first of which is the output of the first sinusoidal voltage, a measuring circuit connected to the analyzed ECP, the output of which is the output of the third sinusoidal voltage with an amplitude proportional to the module of the analyzed impedance, and a shift phase relative to the first sinusoidal voltage, equal to the phase shift of the analyzed impedance, to the output of which a filter is connected, in the output of which is connected to the first input of the first multiplier, characterized in that the second output of the generator is the output of the second sinusoidal voltage with a period equal to the period of the first sinusoidal voltage, but shifted 90 degrees relative to it, the third input of the first and second is connected to the second output of the generator multipliers, the outputs of which are connected to the measuring inputs of the microcontroller.
RU2015129165A 2015-07-16 2015-07-16 Method of measuring full resistance components and device for its implementation RU2608970C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015129165A RU2608970C2 (en) 2015-07-16 2015-07-16 Method of measuring full resistance components and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015129165A RU2608970C2 (en) 2015-07-16 2015-07-16 Method of measuring full resistance components and device for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015129165A RU2015129165A (en) 2017-01-20
RU2608970C2 true RU2608970C2 (en) 2017-01-30

Family

ID=58449829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015129165A RU2608970C2 (en) 2015-07-16 2015-07-16 Method of measuring full resistance components and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2608970C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2691624C1 (en) * 2017-12-26 2019-06-17 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кыргызско-Славянский университет (КРСУ) Method of measuring components of impedance and device for its implementation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU993365A1 (en) * 1981-08-05 1983-01-30 Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Device for measuring internal resistance of electrochemical current source
RU2154834C2 (en) * 1998-10-14 2000-08-20 Санкт-Петербургская государственная педиатрическая медицинская академия Method of measurement of components of impedance and device for its implementation
RU2449302C1 (en) * 2010-11-10 2012-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Method for determination of internal resistance components for chemical current sources
US8217659B2 (en) * 2007-05-15 2012-07-10 Qinglan Li Method for on-line measurement of battery internal resistance, current operational module, and on-line measurement instrument for battery internal resistance

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU993365A1 (en) * 1981-08-05 1983-01-30 Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Device for measuring internal resistance of electrochemical current source
RU2154834C2 (en) * 1998-10-14 2000-08-20 Санкт-Петербургская государственная педиатрическая медицинская академия Method of measurement of components of impedance and device for its implementation
US8217659B2 (en) * 2007-05-15 2012-07-10 Qinglan Li Method for on-line measurement of battery internal resistance, current operational module, and on-line measurement instrument for battery internal resistance
RU2449302C1 (en) * 2010-11-10 2012-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Method for determination of internal resistance components for chemical current sources

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2691624C1 (en) * 2017-12-26 2019-06-17 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кыргызско-Славянский университет (КРСУ) Method of measuring components of impedance and device for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015129165A (en) 2017-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112731179B (en) Method and device for rapidly detecting health state of battery, detector and storage medium
RU2013106761A (en) DETERMINATION OF THE DIRECTION OF THE SHORT CIRCUIT TO THE EARTH FOR THE MEDIUM OR HIGH VOLTAGE DISTRIBUTION NETWORKS
CN101701983A (en) Power system interharmonic wave detection method based on MUSIC spectrum estimation and HBF neural network
CN101326445A (en) Method and device for measuring internal impedance of stationary battery
JP4727514B2 (en) Electricity meter
CN101663589A (en) Measuring instrument for a resistive electric leakage current
CN104267258B (en) A kind of harmonic wave instantaneous power computational methods utilizing incomplete S-transformation
Irmak et al. Design and application of a novel zero-crossing detector circuit
RU2608970C2 (en) Method of measuring full resistance components and device for its implementation
CN102749523A (en) Direct-current ground resistance detection circuit applied to photovoltaic inverter system
CN103018562A (en) Synchronous multi-frequency impedance measurement method and device
Singh et al. Synchronized measurement of power system frequency and phase angle using FFT and Goertzel algorithm for low cost PMU design
RU2449302C1 (en) Method for determination of internal resistance components for chemical current sources
Jaraczewski et al. The low-frequency measuring method and signal processing application in electrical machines and electric devices monitoring
US9268000B2 (en) System and method for improved accuracy in battery resistance measurement systems
CN114199947A (en) Rapid high-precision electrochemical impedance spectrum measurement system and measurement method based on multi-frequency sine
RU2016128035A (en) READER AND SIGNAL AMPLIFICATION METHOD
CN106291116B (en) Resistance measuring instrument
CN103063928A (en) System for testing earth grounding resistance, and digital coherent detection method
CN204649825U (en) Based on the high speed true effective value rectifying system of FPGA
CN109119996A (en) A kind of intelligent powerless compensation circuit
RU2691624C1 (en) Method of measuring components of impedance and device for its implementation
JP5444857B2 (en) Electrochemical reaction measuring method and electrochemical reaction measuring device
RU2459338C1 (en) Relay of difference in amplitudes of generators connected for parallel operation
US11719663B2 (en) Measuring apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170717

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20180316