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BDC-60/BDC-61通用型电池内阻测试仪是本公司重点推出的针对电池行业精确电池内阻电压测试的高速测试设备。 60内阻***小分辨率0.001mΩ，电压***量程60V，测试速度20mS。结合更经济的性价比优势，广泛用于实验室、产线和自动化设备配套。 特 性 (FEATURES) 电阻测试精度0.3%，电压测试精度0.05%（仅60）；测试速度***快50次/秒 内置比较器功能，30组分选条件保存 丰富的接口配置，标配RS232和HANDLER接口 自动化测量，准确快速的判断，适用于流水线上的产品分选和出厂检验 应 用 (APPLICATION) 高精度锂电池内阻，电压检测 配套自动测试设备完成电池内阻+电压的自动检测 电池的劣化状态和寿命评估 超级电容的ESR测试 规格(SPECIFICATION) 型 号 60 61 显 示 4色 VFD 显示 测试参数 交流电阻，直流电压 测量精度 内阻Ω: 0.3% 电压V: 0.05% 内阻Ω: 0.5% 电压V: 0.1% 测试范围 内阻Ω：0.001mΩ～3.2kΩ；电压V：0V~60V 六量程自动和手动 内阻Ω：0.01mΩ~3.2kΩ；电压V：0V~60V 测试速度 3次/秒、15次/秒、50次/秒 3次/秒、10次/秒、50次/秒 校正 全量程内短路清零 比较器 30组记录，档计数 触发器 内部触发，手动触发，外部触发，总线触发 接口 RS-232、RS-485接口 、Handler接口（CHT3561选配） 电源 电压:190VAC ～ 256VAC; 频率: 47Hz ～ 63Hz；额定功率：15VA 其他 测试引线损坏检测功能, 键盘锁定和数据保存功能，REl 功能 尺寸 385mm(L)x249mm(W)x102mm(D); 重量: 3.5kg 附件 、电源线 蓄电池内阻测量的电池管理系统的设计 测量原理，由于大容量动力蓄电池的内阻一般小于50mΩ，因此普通测量方法难以保证精度要求。 工程上比较常用的两种测量方法直流放电法和交流注入法。直流放电法也称为脉冲放电法，该方法首先测量电池的开路电压。 然后进行大电流放电，一般放电倍率约为0.8，放电时间为2s左右，此时测量电池端电压和流过负载的电流。 通过欧姆定律即可求出此时的极化内阻和极化电容，理论上测量精度较高，由于大电流放电，因而不适合在线测量； 另外直流放电法受电压、电流传感器精度的影响，因此需要精度高、价格贵的传感器。电池管理系统集成了电压检测和电流检测装置。 可粗略估算内阻值，但如要获得较高的测量精度，需要进行脱机大电流放电测量，对电池有一定的损害； 放电时间限制导致检测时间长，因此限制了该方法在蓄电池检测系统中的普遍应用。交流注入法即将低频交流的恒流小信号注入到电池。 然后测量电池两端的响应电压，利用锁相放大器进行信号处理，进而可求得电池的内阻值，整个电路系统属于小信号处理电路。 容易引入干扰，为提高测量精度，需采用四端子测量方法。信号频率一般选择1KHz，主要原因是锁相放大器此频率下性能表现较佳。 另外与噪声信号频率相差较大，容易提取低频信号，滤波误差小。选择较小的信号幅值，以便忽略测量小信号对电池状态的影响。 实现在线测量，蓄电池若在大电流状态下，则测量值为欧姆内阻与极化内阻之和，交流注入法能测量大部分蓄电池，应用广泛。 综合考虑项目要求，本文采用交流注入法测量电池内阻。测量原理框图如图1所示。测量系统的电路主要由信号发生电路产生所需频率的电压信号。 通过V/I变换电路实现恒流；注入采样电阻和蓄电池，放大采样信号和测量信号；然后两路信号输入到锁相放大器AD630。 对信号进行检波处理，再通过低通滤波器实现滤波，信号变为直流，同时滤除高频噪声信号，使信号平滑； ***后通过STM32的A/D转换电路和控制电路，实现测量数据的处理和传输，采用抗干扰能力较强的RS485总线进行数据传输。 设参考电阻上的电压信号为……（1），电池两端的电压信号为：……（2）。 其中：为蓄电池内部极化电容产生的相位差。参考信号和测量信号通过锁相放大器后，噪声信号与测量信号独立不相关。 噪声被滤除，则处理后信号为……（3）其中：G为差分放大器增益。 然后信号通过低通滤波器，2倍频信号被衰减滤除，只剩下直流信号：……（4），其中：K为滤波电路增益。 电池内阻的计算公式为：……（5），其中：I为交流恒流源***值，测量系统取值为50mA。 把式（4）代入式（5），即可得到电池内阻为……（6），其中：K、A、I、U、G均为已知的数值。 通过式（6）可求出此时电池内阻值，电源回路，依据项目要求，测量系统的电源由被测电池提供。 为阻碍测量的交流小信号进入直流供电回路，在电路中LC滤波器，滤波器截止频率尽量低，使交流阻抗足够大。 分流尽量小，为防止DC-DC模块工作不稳定，选择大容量铝电解电容，等效串联电阻也要稍大。 测量电路设计为提高测量精度，信号放大器需采用共模抑制比较高的仪器放大器，锁相放大器是本测量系统的核心部分。 主要由相敏检测单元和低通滤波器构成，为提高测量精度，相敏检测单元需要高精度运算处理芯片并且具有较高的开关速度和灵敏度。 交流信号发生器，前面分析可知，交流信号频率设定在1KHz，信号发生器选择性能较为优良的ICL8038。 频率调节范围为0.001Hz~300kHz，频率可调节范围宽，输出的正弦波失真度小于1%。 而且外围电路较为简单。 性能上能满足测量系统的要求，实现电路原理如图2所示，通过调节Rw2和Rw1可以实现频率的调定，***终调定频率在1KHz。 调节引脚1和引脚12使用正弦波失真度减小到0.5%，也可小范围内调节电压信号幅值。振荡电容C选择为3300pF。 V/I变换电路，为了实现信号稳定性，在信号发生器信号输出之后通过一个信号跟随器，提高信号的输出稳定性。 减小信号失真度，V/I电路采用比较常见的运算放大器拓扑实现，功率放大器选用OPA544T输出电流能力满足系统50mA的要求。 使用时需在电源处并联去耦电容，使供电回路稳定，两个跟随器采用高精度，低温漂、低偏移运放OP07。 为了消除电池直流电压对本级电路的影响，测量中需要通过大电容实现交流耦合，隔离直流信号，但信号频率较低。 为保证信号不失真，应选择合适的耦合电容C参数，V/I变换电路如图3所示由于运放引入负反馈。 因此工作在线性区，其中R1=R2=R3=R4。根据“虚短虚断”原则可知：……（7）；……（8）。 ……（9），将式（8）代入式（9）可得：……（10）；……（11）。 调节电阻Ro就可以使电流恒定在50mA，信号放大电路，对采样电阻和电池的交流电压信号分别进行放大。 提高增益，便于锁相器处理，芯片采用精密仪器放大器INA111，该器件为高精度、低温漂、低偏置电流场效应运算放大器。 可调高增益达1000倍以上，共模抑制比***小为106dB，是小信号处理性能较为优秀的仪器放大器。 使用中注意电源需按上去耦电容，使信号输出更稳定。实现电路如图4所示，放大倍数为：， 由图4可知。 本电路是一个高通滤波器，为了抑制共模信号，电路中C1=C2，R1=R2，采用高通滤波电路主要是为了隔离蓄电池直流电压对电路的影响。
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