[发明专利]电感电路分断电弧放电时间检测电路及方法

说明书

本发明公开了一种电感电路分断电弧放电时间检测电路及方法，其电路包括依次连接的电压信号处理电路、分相延缓电路、比较输出电路、电弧时间测试及显示驱动电路和电弧时间显示电路；电压信号处理电路包括仪用放大器U1、电阻R1、R2、R3和R4，分相延缓电路包括电阻R5、R6、R7和R8以及电容C1，比较输出电路包括比较器U2、D触发器U3、电阻R10、R11和R12；其方法包括步骤：一、检测电路连接，二、电压信号处理，三、电感电路分断电弧放电时间检测。本发明电路结构简单，设计合理，实现方便且成本低，工作稳定可靠，能够快速有效的检测电感电路分断电弧放电时间，适用范围广，实用性强，具有良好的推广应用价值。

技术领域

本发明属于电感电路分断电弧放电时间检测技术领域，具体涉及一种电感电路分断电弧放电时间检测电路及方法。

背景技术

安全火花试验装置是研究电路本质安全性能的基本设备，根据在该装置上得到的试验结果绘制的各种点燃曲线是设计本质安全电路的依据。利用安全火花试验装置测试电感电路，其放电时间就是引爆时电路电流从断开前的稳态值衰减到零的持续时间，它决定于装置电极的材质、结构、切换速度以及电路过度过程的特征和试验气体的浓度、温度、压力等。如果能够建立放电时间与电极间隙电压、电流变化规律的精确数学模型，建立其伏安特性方程，放电时间也就迎刃而解。但目前由于实际放电过程的复杂性，放电引燃的机理尚不十分清楚，无法建立完整的理论来定量描述放电引燃过程，且电感电路分断电弧放电时间是一个与电路参数相关的隐函数，因而能够准确测量电感电路分断电弧放电时间成为问题的关键。

目前对放电时间的研究方法有：①利用数学模型的方法，通过建立电感分断电弧放电的数学模型，依据电感分断期间电流衰减为零的特点，计算出电感分断电弧放电的时间；②采用计算机直接测量的方法，其主要工作原理是利用计数器对放电脉冲个数进行计数，进而确定电感电路断开时的放电持续时间。采用方式①的方法，优点是简单，便于计算。但由于电感电路断开后，实际的电流电压变化规律是非线性的，因此它存在一定的误差。采用方式②的方法，其工作原理简单、应用方便，但是由于很多因素可能造成两个断路火花之间的时间间隔有误差从而引起计数的偏差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种电路结构简单、设计合理、实现方便且成本低、工作稳定可靠、能够快速有效的检测电感电路分断电弧放电时间、适用范围广、实用性强、具有良好的推广应用价值的电感电路分断电弧放电时间检测电路。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电感电路分断电弧放电时间检测电路，其特征在于：包括依次连接的电压信号处理电路、分相延缓电路、比较输出电路、电弧时间测试及显示驱动电路和电弧时间显示电路；

所述电压信号处理电路包括仪用放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，所述电阻R1的一端为电压信号处理电路的取样点正极电压输入端VIN+，所述电阻R3的一端为电压信号处理电路的取样点负极电压输入端VIN-，取样点正极电压通过串联的电阻R1和电阻R2构成的分压电阻网络连接到地，所述电阻R1和电阻R2的连接端与仪用放大器U1的同相输入端连接，取样点负极电压通过串联的电阻R3和电阻R4构成的分压电阻网络连接到地，所述电阻R3和电阻R4的连接端与仪用放大器U1的反相输入端连接；

所述分相延缓电路包括电容C1，由电阻R5和电阻R7组成的第一比例电阻网络，以及由电阻R6和电阻R8组成的第二比例电阻网络；所述电阻R5的阻值、电阻R6的阻值、电阻R7的阻值和电阻R8的阻值满足关系式所述电阻R5的一端与仪用放大器U1的输出端连接，所述电阻R5的另一端通过电阻R7接地，所述电阻R6的一端与仪用放大器U1的输出端连接，所述电阻R6的另一端通过电阻R8接地，所述电容C1的一端与电阻R6和电阻R8的连接端连接，所述电容C1的另一端接地；