繼電保護實驗儀校驗裝置

繼電保護實驗儀校驗裝置是一種儀器校驗裝置。繼電保護實驗儀校驗裝置充分利用MUC的硬體資源，配置合理的軟體程式，實現了對直流電流(0 -0.2 A-20 A)，交流電流(0-20 A-200A)交、直流電壓(0-1 000 V)以及通(斷)電動作時間的測量並達到預期的準確度，滿足電力行業標準對儀器測量準確度的要求;亦可對裝置的A/D零點、定時時間進行校準.該校驗裝置能夠取代傳統的校驗模式，已在黑龍江省計量檢定測試院檢定並試用.

基本介紹

• 中文名：繼電保護實驗儀校驗裝置
• 外文名：Relay protection laboratory calibration device
• 作用：對繼電保護實驗儀進行檢定、校驗
• 類型：校驗裝置
• 領域：能源
• 學科：電氣工程

簡介

目前，保證電網安全穩定的運行己成為保障工礦企業安全生產、保持和推動國民經濟持續增長和社會不斷發展的重要因素之一，而繼電保護裝置在保證電網安全工作過程中起到決定性作用。因此，繼電保護裝置安全運行尤為重要。

用繼電保護實驗儀檢定繼電保護裝置性能是目前最有效的檢定方法。繼電保護實驗儀屬於標準值傳遞設備，使用一定時間後其自身性能會降低，準度下降。為此，電力行業標準《繼電保護微機型試驗裝置技術條件》提出，要定期對其指定性能參數進行檢定、校驗。

為解決國內目前仍使用多台通用儀器分別檢定、校驗繼電保護實驗儀相應指標的傳統方式造成的效率低下、攜帶不便等問題，採用微處理器、積體電路等先進技術，設計測量交、直流電量和開關動作時間等參數的繼電保護實驗儀校驗裝置。文中詳細描述了裝置的總體結構設計、硬體電路和軟體設計，給出各項指標的測試方法及測試數據，完成樣機製作。

研究背景和意義

隨著我國電力工業的迅速並可持續發展，保證電網的安全穩定運行己成為保障工礦企業安全生產、保持和推動國民經濟持續增長和社會不斷發展的重要因素之一。從國內外的事故案例可得出以下結論:一旦大型電力系統因自然或人為發生故障，若不能及時有效地得到控制，將導致電網瓦解，造成大面積停電，影響社會的正常運轉，甚至帶來無法估量的災難。如2011年2月4日在巴西東北部電網發生大規模停電事故。Luiz Gonzaga-Sobradinho C1線路和母線1間的開關失靈保護裝置發生誤動，導致這兩條線路跳閘，引發此事故。約有4000萬居民生活受到影響，直接與間接經濟損失約合6000萬美元 。國內大大小小的事故也有發生。如華中電網“7.1”事故。此時事故發生和擴大的直接原因是SOOkV篙鄭且線保護裝置發生誤動作和SOOkV篙鄭工線“過負荷保護”設定錯誤。REL-561且線保護誤動跳閘lOs後，工線“過負荷保護”裝置被錯誤設定為跳閘而不是“報警”，導致工線跳閘，同樣，處於3/2接線同一串的白鄭線也隨之跳閘，系統形成N-4故障l2];2010年2月，我國全國迎來連續大範圍雨雪天氣，華北、華東、華中等地電網SOOkV線路和西北電網330kV線路數次跳閘，導致河南龍崗、山西電網風陵渡、陝西電網銅 等地電廠停電，送出通道全失。

從以上事故中我們認識到，保證電網的安全穩定運行是電力系統工作人員必須高效完成的工作，而繼電保護及其自動化裝置是在保證電網安全穩定運行工作中起到決定性作用的二次設備，在電力系統中套用廣泛。然而，繼電保護裝置不安全運行同樣會造成電網事故。從近幾年的繼電保護責任事故分析，60.3%的不正確動作事故是因運行維護不當造成。所以，繼電保護裝置的維護工作是非常重要的，這樣就形成了繼電保護測試技術，其最好的測試手段是使用繼電保護實驗儀。繼電保護實驗儀，是用來檢測、校驗各種繼電保護裝置的動作值正確與否的專用儀器，通過檢測各種繼電保護裝置對所輸入的模擬故障現象的物理量的反應速度、反應時間、是否動作、動作時間的長短，等等，來判斷各種繼電保護裝置是否滿足預定的設計、保護工作要求，並對其進行調試、校準。在科學技術的不斷進步的大環境下，新型繼電保護裝置特別是微機保護裝置得到廣泛套用，到目前為止，微機保護裝置使用率己經超過97%。而電力系統向智慧型化邁進的步伐促使繼電保護的發展從智慧型化、網路化逐漸走向模組化。因此，對繼電保護的測試技術和測試儀器提出了更新、更高的要求。目前，涉及計算機、自動測試等先進技術的新型繼電保護實驗儀作為檢定、校驗微機繼電保護裝置的配套設備應運而生，實現數字控制，智慧型運行，現場可程式測試。

由於繼電保護實驗儀屬於標準值傳遞設備，使用一定時間後其自身性能會降低，準確度下降。因此，電力行業標準《繼電保護微機型試驗裝置技術條件》提出，要定期對其指定性能參數進行檢定、校驗。同時，國家最新發布檔案《電力系統繼電保護技術監督規定》要求，為保證電網安全穩定運行，必須做好對保護裝置進行定期檢驗工作。同時，對電網實際運行情況進行考察，發現存在明顯缺陷或不足以對電網安全運行起到保障作用要求的保護裝置應對其進行逐步替換，以促進技術進步，保證設備的運行水平和完好率得到提高。因此，非常需要一種專用繼電保護實驗儀校驗裝置，使繼電保護實驗儀的檢定、校驗工作精確、高效。

國內外研究現狀

國際市場尚未出現專用繼電保護實驗儀檢定、校驗裝置。在國內，有關繼電保護實驗儀校驗技術的研究和校驗裝置的開發，剛剛引起人們的關注，處於理論研究和準備開發的階段。如2007年華北電力科學研究院有限責任公司袁瑞銘、趙景京等人發表《微機型繼電保護測試儀檢測技術研究，指出了對於穩態參數、暫態參數方面技術參數的傳統測試方法:測量交流電量的幅值準確度和幅頻特性用數字式高精度多用表，用相位頻率計測試電壓電流相位，用記憶示波器測試回響速度，並提出使用精密時間合成器(TFGSOlO1T)作為時間標準，與實驗儀進行比較，完成時間測量準確度的測試。這種檢測方法存在諸多問題，如數字多用表均為單相輸入，每次只能測量一相電量，測試三相必須多次接線換線，並需要人工記錄原始數據等等。針對這些問題，華北電力科學研究院責任有限公司下屬電氣測量技術研究所設計了基於TPZ303記憶示波器和時間合成器的測試系統方案，該方案實現了微機型繼電保護實驗儀的自動檢測，在拓寬檢測項目方面奠定了技術基礎。中國青年政治學院2009年發表文章《微機型繼電保護測試儀自動檢定系統》，所描述的系統具有電量輸出、開關量輸出、開關量檢測等功能，系統硬體組成包括主控計算機、TPZ303三項精密電工測試儀、TDS2024高速記憶示波器和TFGSOIOT高精度時間合成器等等，成功解決了不可控儀器的數據通信與軟體控制問題，經過測試，其測試結果良好，為實現儀表檢定的自動化提供了良好範例。但需要使用德國和美國的高性能儀器，使得系統占用空間大，不易攜帶，而且整體系統費用不菲。2008年6月，哈爾濱理工大學發明專利《繼電保護實驗儀校驗技術及裝置》(200810064450.1)被國家知識產權局公開、實審。所述校驗技術及裝置除可以檢驗、調整各項實驗儀的電量技術指標外，還可對諸多項主要技術參數如開關動作時間、重合閘時間(包括測量範圍、分辨力、準確度)和周期、頻率等進行準確測量，實現了對校驗繼電保護實驗儀的各項功能的集成，簡化了校驗工作，解決了長久以來校驗工作中存在的所用設備數量和種類多且步驟繁瑣、校驗項目不全等問題。2009年2月25日，哈爾濱理工大學的實用新型專利《繼電保護實驗儀校驗裝置》(ZL 2008 2 0089909.9)被國家知識產權局授權、公布。蘭州理工大學電力系統及自動化專業研究生李建海和王燦分別於2008年和2009年發表論文《繼電保護測試儀檢驗分析裝置的開發》和《繼電保護測試儀模擬故障信號分析裝置的設計》。作者研製出一套用來檢驗分析微機型繼電保護測試儀的裝置，進一步解決了包括相位、序分量和多通路交流量測量等問題。其後，南昌航空大學於2010年發表論文《繼電保護測試儀檢定裝置的研究與實現》，上海市質量監督檢驗技術研究院於2012年發表文章《微機繼電保護測試儀校準方法》l20]等等，都提出較好的校驗方法，但是都存在接線操作較複雜、時間參量校驗分辨力不夠高等問題。除上述單位發表過學術論文以外，再無其它單位完成了相關的研究。目前，繼保工作者對新型實驗儀校驗、檢定仍採用校驗傳統模擬式實驗儀的技術和設備，即根據中華人民共和國電力行業標準的要求，對技術指標需分別進行校驗，如使用數字式高精度多用表或數字示波器測試電量指標，用高級數字存儲示波器測試開關動作時間，等等。這種方式所需儀器品種多，一次全部帶到校驗現場十分不便，並且接線、操作複雜，工作效率低，影響了在電網布線現場測試繼電保護裝置安全運行情況的工作進程，並且全部儀器購置費用也較昂貴。有些經濟實力較強的單位則使用精度等級更高的繼電保護實驗儀對其進行測試、校準，其測試結果受被測裝置性能的影響較大，且大都是價格非常昂貴的國外產品。

在國外，工業設備的測試、校準多採用軍方淘汰的通用化自動測試系統 (TPS)完成，如美國的MATE自動測試系統，以VX工匯流排規範和工業標準為硬體測試平台的GTS3000自動測試系統，等等，其自動化程度高，測試周期短。共同的測試策略是通用化自動測試系統設計的目的，從設計過程開始，通過“增值開發”的方式使前一階段的開發成果能夠被後一階段測試設備的研製利用;能夠移植，軟體模組甚至系統可以複製使用是TPS必須滿足的條件;使用商業通用標準、成熟的儀器設備，縮短研發周期，降低開發成本，並且易於升級和擴展。但這種系統實際的通用性和靈活性並不理想，如MATE測試系統，不是開放的通用結構，不能及時採用工業先進的產品，這樣造成費用的增加，還有技術上的嚴重滯後，最後該系統停止使用。雖然GTS3000吸取了MATE的教訓，但需要對指定型號的被檢設備進行系統測試裝置調整和測試程式修改，測試儀器型號有差異，測試系統和測試程式集就需要變動、修改，而新程式的開發周期長，增加了其在壽命周期內的維護成本。隨後，美國制定了開放性自動測試系統結構標準，從此自動測試系統開放性得到了極大改善。至此，國外進入了開放的通用型自動測試系統時代，並在向網路化自動測試系統方向不斷完善。目前，通用型自動測試系統廣泛套用於各類產品(器件、部件、電路板、設備或系統)從設計、生產到使用維護的各個階段。國內目前所處的情況是:較差的系統模組化、標準化基礎，開放性、通用性、綜合能力欠佳，頂層設計在可測試性方面缺乏系統考慮和規範化要求等。儘管多年來，我國在該技術方面的提高己經通過借鑑和吸收外來的方式卓見成效，但構建系統的設備投資需要十幾萬美元，昂貴的價格很難被國內用戶所接受，這無疑為國內的研究發展形成阻力，因而至今與國際先進水平仍有很大差距。

總體方案設計

隨著科學技術的持續發展，微機型繼電保護實驗儀己緊隨繼電保護向智慧型化快速邁進的步伐占領市場，並向著數字實驗儀趨勢邁進，對繼電保護實驗儀校驗的傳統方式己經遠遠落後。因此，對繼電保護實驗儀的校驗技術研究及校驗裝置研製對電力工業安全發展具有實在的套用價值與學術價值。

保證繼電保護裝置安全運行

前文中己經提到，繼電保護裝置一旦不能安全穩定運行，失去其所具有的選擇性、速動性、靈敏性和可靠性其中一個或幾個，都會造成電力系統出現重大事故，輕則大面積停電，重則導致連續的其它災難，後果不堪構想。因此必須強化電力系統繼電保護安全運行的有效對策，第一點就是要做好對繼電保護裝置的維護和檢修工作，對繼電保護裝置檢定工作要做到高質量、定期執行;其二就是在安裝保護裝置前先對其進行測試檢驗，選擇質量合格的設備安裝。這些工作都需要使用繼電保護實驗儀。

繼電保護實驗儀

市面上出現的繼電保護實驗儀分為兩大類，一是常規型模擬式繼電保護實驗儀，第二類則是套用了微處理器等先進技術的智慧型型繼電保護實驗儀。智慧型型繼電保護實驗儀的智慧型程度高低不等，分為單片機型和微機型。由於微機型在智慧型度、性能、價格等主要參考點快速提升，單片機型被迫逐漸淡出市場或與常規型合二為一，代表產品為平度華寶電氣有限公司生產的HB-B++繼電保護實驗儀。因此微機型基本等同於現代智慧型型實驗儀。隨著新技術新材料的不斷湧現，微機型繼電保護實驗儀逐漸成熟完善起來並不斷發展，市面湧現的微機型繼電保護實驗儀種類型號越來越多樣化，己形成一套完整產品體系，適用於從企業到供電部門、性價比從低到高。國內現場使用的微機型繼電保護實驗儀輸出一般從單一的三相電壓三相電流到多功能六路電壓六路電流，一般的企業、供用電部門用三路電流四路電壓的微機繼電保護實驗儀，如武漢華電國威的GWJB-802就足夠用了;如華豪電力生產的HB-K20086和武漢豪邁電力設備公司生產的繼保之星1200等，能夠同時輸出六路電壓六路電流的實驗儀，主要適用於要求對變壓器差動試驗三相同時操作的使用單位。

閱讀上述多種繼電保護實驗儀的使用說明，分析其功能、測試項目和測試實驗方法，總結出實驗儀的主要功能是:在預先設定的測試實驗條件下，繼電保護裝置接收實驗儀產生的相應測試電量信號，檢查繼電保護裝置是否能對該信號作出正確的動作，完成檢測繼電保護裝置的任務。

測試實驗過程主要分為三個步驟.

1.選擇測試功能。首先根據試驗目的選擇相應的被測繼電保護裝置以及相對應的試驗模組(通過概述圖中的標號1, 3, 4和6等人機操作界面完成)。其中包括:試驗項目、故障電流、整組試驗仿真包括三相短路、兩相短路、單相接地、兩相接地等故障類型和相應的開關輸出量設定。相關試驗參數的設定要與故障類型相吻合。

2.測試條件及參數設定。在試驗條件設定完成並且還未開始測試時，需要更改某些設定條件，重新設定該項實驗參數。如果對設定的實驗條件沒有其他要求，根據實驗要求設定的具體條件和參數，產生實驗數據，輸出實驗結果，計算實驗不同階段所需不同電量信號的各個數值，將數據送往數模轉換晶片。當上述工作完成後以後，即可進入實驗階段。

3.實驗開 始後，三相交流電壓、電流以及3Uo, 3Io的直流數據流由測試軟體程式送出，數據流經過數模轉換、功率放大處理之後轉換為數值對應的模擬信號，流經模擬量輸出電路，通過圖中標號7、標號8和標號10輸出端子輸出(動作時間測試過程中電量輸出端會與開關輸出量連線埠連線，通過1, 2端子輸出)。與此同時，繼電保護裝置會通過反饋信號對實驗儀不斷進行反饋，實驗儀根據反饋信號所表示的動作行為進行相應的處理。在實驗過程中需要設定標誌位，這是根據繼電保護裝置的動作信息設定的，不同的動作有不同的標誌位，在得到實驗需要記錄的信息後，可自動從實驗中退出，處理實驗結果並輸出，完成測試任務。

了解繼電保護實驗儀的操作界面設定、功能及工作過程，對於設計功能更加完善的繼電保護實驗儀校驗裝置很有幫助。

校驗裝置對實驗儀校驗的方法

根據繼電保護實驗儀的測試功能、工作原理及工作過程，確定本校驗裝置應能夠對繼電保護實驗儀電量輸出及開關動作時間測試等功能進行校驗。校驗裝置對繼電保護實驗儀的校驗接線方法如圖2-2所示。

電量輸出功能校驗

將被校繼電保護實驗儀電量輸出端子與繼電保護實驗儀校驗裝置電量輸入端子對應連線，如圖2-2中虛線部分所示。校驗繼電保護實驗儀直流電量輸出時，通過對繼電保護實驗儀輸出電量範圍內的多個輸出量進行測量，並多次測量某一輸出量，計算出記錄數值的平均值，以此為標準值，與繼電保護實驗儀設定值進行比較;本校驗裝置交流測量顯示值為有效值，因此，校驗繼電保護實驗儀交流電量輸出時，如果實驗儀顯示器顯示為有效值，則直接比較設定值與鋇」量值，如果顯示為峰值，則將測量值換算為峰值後再與設定值進行比較，計算實驗儀電量輸出功能的誤差。通過上述方法對繼電保護實驗儀電量輸出功能進行校驗。

開關動作時間校驗

繼電保護實驗儀對繼電器進行測試的方法為:將繼電保護實驗儀開出量端子及其公共端與繼電器連線，開入量端子及其懸浮的公共端與繼電器動作接點連線，繼電保護實驗儀輸出不斷增加的電量，達到一定幅值時繼電器動作接點動作。根據這一過程，確定本校驗裝置對試驗儀的校驗方法為:將被校驗繼電保護實驗儀開關輸出端子、開關輸入端子與繼電保護實驗儀校驗裝置開關輸入端子、開關輸出端子對應連線，如圖2-2中實線部分所示。首先設定校驗裝置定時時間，等待被校實驗儀開出量連線埠輸出啟動信號。當啟動信號輸出後，被校實驗儀開始計時，同時校驗裝置開始倒計時，並在顯示器上顯示。倒計時結束後，由校驗裝置開出量連線埠輸出停止信號，被檢裝置同時停止計時，以校驗裝置設定值為標準值，對比兩個時間值，計算出實驗儀定時功能的誤差，實現對實驗儀動作時間測試功能的校驗。

校驗裝置總體結構

根據上述校驗方法，確定繼電保護實驗儀校驗裝置主要結構應包括嵌入式微處理控制器(MCU、交/直流(AC/DC)變換、模/數(A/D)轉換、數位訊號識別與處理、控制邏輯、精密時基和人機界面等單元，有機融合計算機、自動測試、信號識別等先進技術，能夠完成對實驗儀電量輸出、動作時間測試等功能的測試校驗任務。

繼電保護實驗儀校驗裝置總體結構

校驗裝置主要包括兩個處理通道。一是輸入的電量信號經過輸入模組調整為與電路測量範圍相匹配的值後接入信號變換模組處理，然後送入A/D轉換模組，再經光電禍合器接入微處理器進行運算處理，通過液晶顯示器(LCD)顯示相應數值，完成對電量的測量。另一個通道是動作信號經過輸入模組調整為與電路匹配的輸入信號，送入動作信號識別模組，轉換成微處理器可識別的數位訊號，並由微處理器進行相應操作，控制輸出模組輸出控制信號，實現對動作時間的校驗工作。人機界面包括液晶顯示器和操作鍵盤。

技術指標

根據電力行業標準的要求，本課題設計的繼電保護實驗儀校驗裝置各校驗

功能技術指標如下:

交流測量:0一19.999A一199.99A

0一1200.0V 0.5%士1個字

直流測量:0 -0.19999A一19.999A

0一1200.0V 0.2%士1個字

通電(斷電)動作時間測試:

0.1 0000s一1.00000s一10.0000s一100.000s 0.002%士1個字

微處理器及外圍電路設計

微處理器及外圍電路是校驗裝置的大腦，是驅動校驗裝置各個功能的核心部分。只有合理分配各個I/o口，充分利用微處理器的各項功能，才能使這個核心發揮出其應有的作用。

附錄工中所示電路圖為本校驗裝置的微處理器及外圍電路圖。圖中包括了微處理器、晶振、復位電路、實時時鐘電路、液晶顯示電路和各個電路接口，包括與A/D轉換驅動接口、小信號繼電器控制接口、動作信號識別接口、液晶顯示接口以及上位機通信接口等。

宏晶科技推出的新一代STC90C51 RC/RD+系列單片機，可工作在12/24MHz頻率、12/6周期下，並且超強抗干擾、高速、低功耗，指令代碼完全兼容傳統8051單片機。

STC90C58RD+是該系列單片機中的一個型號共40個引腳，其內部結構包括:其用戶應用程式空間為32K位元組，足夠存儲校驗裝置使用的顯示器生成的字模代碼;片上集成1280位元組RAM，保證系統軟體運行流暢;35個通用I/O口，為實現系統各功能控制提供充足的控制引腳;內置ISP/工AP功能;片內集成29K EEPROM，為用戶記錄數據提供足夠的存儲空間;內置看門狗;內部集成MAX810專用復位電路;包含16位定時器/計數器。

T0, T1, T2，其中定時器TO還可以作為2個8位定時器使用;擁有4箇中斷優先權，8箇中斷源，其中電平下降沿或低電平觸發外部中斷4路[3STC90C58RD+單片機功能強大，抗干擾能力強，非常適合作為本課題設計的繼電保護實驗儀校驗裝置的微處理器。

採用的是有源晶體振盪器MX045HST，主要目的是保證微處理器所需的工作時鐘脈衝信號有很高的準確度和長期穩定性。MX045HST輸出脈衝上升、下降時間為8ns，輸出頻率穩定性很高，為士20ppm，並且合理的結構使其在短穩和相位噪聲方面表現良好，適合對時序要求靈敏的套用場合，完全滿足系統需求。

系統時鐘晶片DS1302o DS1302是美國DALLAS公司的一種高性能、低功耗、帶RAM、具有涓細電流充電功能的8引腳實時時鐘晶片主要特點是:DS1302時鐘晶片採用串列數據傳輸，使掉電保護電源可程式充電，並可關閉該功能;可計數項包括年、月、日、時、分、秒、星期，最遠可提供2100年的時間;有31*8位額外數據暫存暫存器，可記錄系統事件時間點;最少I/O引腳傳輸，僅通過三引腳控制，為微處理器節省了控制引腳;此晶片的計時準確度幾乎由X 1, X2引腳外接的32768Hz晶振決定，只要使用質量較高的時鐘晶振，即可為系統提供準確的時間。

繼電保護實驗儀校驗裝置操作選擇項目較多，顯示器較小會造成界面設計擁擠，使用者不便閱讀、操作。因此，選用MS320240液晶顯示器。它使用RA8835作為控制器，這款控制器的特點為:有較強功能的I/O緩衝器，其優越性之一是微處理器訪問RA8835不需判“忙”，微處理器可在任意時刻對RA8835訪問，並且得到及時的指令、數據傳輸就位，無延遲，執行指令更流暢，面對大屏上大量顯示數據修改時不會影響顯示效果。另外，其指令功能豐富(在第四章會得到詳細描述)，四位數據並行傳送，最大驅動能力為640*256o MS320240使用藍模寬溫液晶片，LED藍光作為背景光。這些特點使M 5320240使用起來更方便，視覺效果更良好，顯示區尺寸也完全符合校驗裝置的需要。

MS320240有20個引腳，其中引腳6 (CS引腳)為片選引腳，引腳8 (RST引腳)為復位引腳，通常這兩個引腳需要與微處理器連線，但為節省微處理器的控制引腳，本設計中將引腳6接數字地，引腳8接高電平，這樣不會影響本校驗裝置的現實效果。

電量測量電路設計

繼電保護實驗儀輸出的電量信號一般為幾百至上千伏特的交、直流電壓信號和幾十至上百安培的交、直流電流信號。因此，輸入電路應對其進行衰減，達到A/D轉換器可正常工作的範圍。A/D轉換器可識別的信號為直流電壓信號，需將輸入的電流信號轉換為電壓信號，交流信號通過AC/DC轉換，變為直流信號。

A/D轉換電路設計

模擬信號是不能被微處理器直接測量識別出來的，只有通過A/D轉換器將模擬信號轉換為微處理器可識別的數位訊號，才能通過微處理器處理並由液晶顯示器顯示出測量結果。

電力行業標準要求，校驗裝置解析度應比被校裝置的顯示解析度高一位。因此，在本校驗裝置中選用4 1/2位雙斜率積分A/D轉換器ICL7135進行模數轉換。

ICL7135是MAX工M公司生產的4位半(相當於15位)CMOS雙斜率積分型模數轉換器，其量限為士2V，解析度為20000個字，具有雙極性高阻抗差動輸入、自動零點調整、超量程和自動極性判別等功能

工CL7135轉換時序如圖3-1所示。工CL7135一次轉換過程包括4個階段:1.自動調零階段;2.被測電壓固定時間積分階段T1; 3.基準電壓返向積分階段T2; 4.積分器自動回零階段。

校驗裝置軟體系統設計

在完成完善的硬體系統電路設計的基礎上，需要與之匹配的軟體作業系統。軟體系統主要包括電量測量模組、開關動作時間校驗模組、LcD驅動顯示模組和系統校正模組。各個模組彼此相互對立，修改和調試非常方便。採用單片機c語言進行系統軟體編程，其在功能、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優勢，大大縮短了項目開發周期。運用結構化、模組化的編程思想，使得程式結構更加清晰，層次分明，軟體運行也更加流暢，不易出錯。

軟體系統是在Keil Vision4集成開發平台上完成的。Keil Vision4在Keil Vision3的基礎上，實現更快、更有效的程式開發。Keil Vision4引入了靈活的視窗管理系統，能夠將程式編輯視窗拖放到視圖內的任何地方，並且可以同時顯示多個編輯視窗。通過實際體驗發現，開發者的操作疲勞程度明顯減少。並且增加了多顯示器和靈活的視窗管理系統，調試還原視圖創建並保存多個調試視窗布局等等。

校驗裝置上電後先進行系統初始化，包括STC90C58RD+的各暫存器、I/O口等片上資源以及定時器、內部EEPROM、液晶顯示、實時時鐘(RTC)的初始化，設定正確的初始值。然後對系統中使用的參數進行初始化設定，包括主程式以及各模組使用的標誌位、數據暫存變數等。校驗裝置採用選單式的操作方式，是通過對鍵盤的操作來選擇執行不同功能的。主程式就是讀取鍵盤的值，判斷調用相應功能軟體模組。