航空碱性电瓶充放电测量分析仪论文和设计-任仁良

全文摘要

本实用新型公开了航空碱性电瓶充放电测量分析仪，包括测量分析仪本体，测量分析仪本体包括电流采样电路、信号调理电路、差分放大电路、多路选择开关电路、单片机、充放电主回路、深度放电控制电路、报警电路和触摸显示屏；电流采样电路将采集的航空碱性电瓶的0‑50A电流转化为0‑4V电压；信号调理电路将0‑4V电压转化为0‑2.5V电压；差分放大电路将0‑2.5V电压进行等比例划分；多路选择开关电路将等比例划分的电压通过AD数据采集通道输入至单片机中；单片机控制充放电启停以及深度放电工作；报警电路用于对异常电压情况进行声光报警。本实用新型是专门为航空碱性电瓶设计的集充电、放电、检测和分析为一体的智能化设备，具有操作简单、精度高的特点。

主设计要求

1.一种航空碱性电瓶充放电测量分析仪，包括测量分析仪本体，其特征在于，所述测量分析仪本体包括电流采样电路、信号调理电路、差分放大电路、多路选择开关电路、单片机、充放电主回路、深度放电控制电路、报警电路和触摸显示屏；所述电流采样电路分别与航空碱性电瓶和信号调理电路相连，所述电流采样电路用于将采集的航空碱性电瓶的0-50A的电流转化为0-4V的电压送入信号调理电路；所述信号调理电路分别与电流采样电路和差分放大电路相连，所述信号调理电路用于将0-4V电压相对应的转化为0-2.5V电压送入差分放大电路；所述差分放大电路分别与信号调理电路和多路选择开关电路相连，所述差分放大电路用于将0-2.5V电压进行等比例划分送入多路选择开关电路；所述多路选择开关电路分别与差分放大电路和单片机相连，所述多路选择开关电路用于扩展单片机中的AD数据采集通道，同时将等比例划分的电压通过AD数据采集通道输入至单片机中；所述单片机分别与多路选择开关电路、充放电主回路、深度放电控制电路、报警电路和触摸显示屏相连，所述单片机用于控制充放电主回路进行充放电启停以及控制深度放电控制电路进行深度放电工作；所述报警电路连接单片机，用于对异常电压情况进行声光报警；所述触摸显示屏用于将单片机采集的电压电流信值直观的显示出来。

设计方案

1.一种航空碱性电瓶充放电测量分析仪，包括测量分析仪本体，其特征在于，所述测量分析仪本体包括电流采样电路、信号调理电路、差分放大电路、多路选择开关电路、单片机、充放电主回路、深度放电控制电路、报警电路和触摸显示屏；

所述电流采样电路分别与航空碱性电瓶和信号调理电路相连，所述电流采样电路用于将采集的航空碱性电瓶的0-50A的电流转化为0-4V的电压送入信号调理电路；

所述信号调理电路分别与电流采样电路和差分放大电路相连，所述信号调理电路用于将0-4V电压相对应的转化为0-2.5V电压送入差分放大电路；

所述差分放大电路分别与信号调理电路和多路选择开关电路相连，所述差分放大电路用于将0-2.5V电压进行等比例划分送入多路选择开关电路；

所述多路选择开关电路分别与差分放大电路和单片机相连，所述多路选择开关电路用于扩展单片机中的AD数据采集通道，同时将等比例划分的电压通过AD数据采集通道输入至单片机中；

所述单片机分别与多路选择开关电路、充放电主回路、深度放电控制电路、报警电路和触摸显示屏相连，所述单片机用于控制充放电主回路进行充放电启停以及控制深度放电控制电路进行深度放电工作；

所述报警电路连接单片机，用于对异常电压情况进行声光报警；

所述触摸显示屏用于将单片机采集的电压电流信值直观的显示出来。

2.根据权利要求1所述的航空碱性电瓶充放电测量分析仪，其特征在于，所述测量分析仪本体还包括微型打印机、USB模块和USB接口，所述微型打印机与单片机相连，所述USB模块分别与单片机和USB接口相连。

3.根据权利要求1或2所述的航空碱性电瓶充放电测量分析仪，其特征在于，所述测量分析仪本体还包括WIFI模块，所述WIFI模块分别与单片机和无线终端相连。

4.根据权利要求1或2所述的航空碱性电瓶充放电测量分析仪，其特征在于，所述电流采样电路采用霍尔电流传感器，且霍尔电流传感器的型号为HAS 50-S\/SP50。

5.根据权利要求4所述的航空碱性电瓶充放电测量分析仪，其特征在于，所述单片机采用C8051F020单片机，所述信号调理电路还连接有A\/D转换器，所述A\/D转换器采用C8051F020单片机中的12位的ADC模块，所述ADC模块包括一个9通道的可编程模拟多路选择器、一个可编程增益放大器和一个100ksps、12位分辨率的逐次逼近寄存器型ADC。

6.根据权利要求4所述的航空碱性电瓶充放电测量分析仪，其特征在于，所述差分放大电路采用INA2128差分放大器。

7.根据权利要求4所述的航空碱性电瓶充放电测量分析仪，其特征在于，所述多路选择开关电路采用MAX4618模拟多路开关。

8.根据权利要求1所述的航空碱性电瓶充放电测量分析仪，其特征在于，所述充放电主回路包括EMI滤波、整流电路、DC-DC转换电路、BOOST电路和电子负载，所述EMI滤波与整流电路相连，所述整流电路与DC-DC转换电路相连，所述DC-DC转换电路与BOOST电路相连，所述BOOST电路分别与电子负载和航空碱性电瓶相连，所述电子负载采用波纹电阻器。

9.根据权利要求8所述的航空碱性电瓶充放电测量分析仪，其特征在于，所述深度放电控制电路还连接有继电器和电阻，所述继电器分别与电阻和单格电池相连，所述继电器采用磁保持继电器，所述电阻采用1欧姆2瓦特电阻。

10.根据权利要求1、2、5、6、7或8中的任意一项所述的航空碱性电瓶充放电测量分析仪，其特征在于，所述测量分析仪本体包括机箱，所述机箱包括前面板、后面板、左面板、右面板、顶板和底板，所述前面板、后面板、左面板、右面板、顶板和底板均卡合连接，所述前面板、后面板、左面板、右面板、顶板和底板围成的空腔内设有电流采样电路、信号调理电路、差分放大电路、多路选择开关电路、单片机、充放电主回路、深度放电控制电路和报警电路，所述空腔内还设有若干个冷却风扇，所述冷却风扇通过连接件固定设于左面板和右面板上，所述冷却风扇与单片机相连；所述后面板、顶板和底板均由内板和外板双层结构构成，所述内板和外板上均开设有若干个散热孔，且内板的面积小于外板的面积，所述内板的顶端和底端均设有第一滑条，所述内板的一侧设有第二滑条，所述内板的另一侧设有弹性滑块，所述外板的顶端和底端开设有与第一滑条匹配的第一滑槽，所述外板的一侧开设有与第二滑条相匹配的第二滑槽，且第二滑槽的宽度大于第二滑条的宽度与散热孔的直径之和，所述外板的另一侧开设有与弹性滑块相匹配的滑孔，所述前面板的左侧镶嵌有触摸显示屏，所述前面板的中部镶嵌有故障指示灯、充电指示灯和放电指示灯，所述前面板的右侧镶嵌有微型打印机、主机电源开关和USB接口，所述左面板上镶嵌有电压采集接口和电瓶接口，所述报警电路包括蜂鸣器。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及航空电瓶技术领域，特别是一种航空碱性电瓶充放电测量分析仪。

背景技术

随着经济的发展，生活的进步，人们的出行方式也随之变化，不仅局限在汽车、动车、高铁等这些交通工具中，飞机也成为人们出行的主要方式。由于碱性电瓶的优越性能，现代民航运输机都采用碱性电瓶。随着飞机的自动化、电子化程度的日益提高，尤其是电传操纵技术的应用，对飞机供电可靠性的要求越来越严格，电瓶是飞机可靠供电的最后保证，当飞机发电机失效以后，电瓶向飞机重要设备供电，直至飞机在就近机场着陆。适航规定，在应急情况下，电瓶至少能供电半小时，以保证飞行安全。因此，飞机制造厂家提高了对电瓶的性能和容量检测要求，传统的电瓶充放电装置已经无法满足新的要求，即容量测试规定从原来的电瓶恒流放电至总电压为20V(20个单格电池)改成恒流放电至第一个单格电池达1V时的容量(Ah)值。也就是说，只要有一个单格电池不合格，整个电瓶就不合格。当容量达不到额定值的85％就不能装上飞机。

1.测试要求提高以后，原来进口的电瓶充放电设备已经不符合要求，需要隔几分钟用万用电表分别测量单格电池电压，费时费力且测量不准确。

2.为保证飞行安全，飞机电瓶必须定期离位检查，即送电瓶修理车间进行维护检查，确保电瓶容量达到要求。一般需要进行充电、放电、深度放电、容量检查等工作。但是目前并没有可以完成对碱性电瓶进行充电、放电、深度放电、容量检查和分析的仪器。

实用新型内容

本实用新型针对上述背景技术中的不足，设计了一种航空碱性电瓶充放电测量分析仪，是专门为航空碱性电瓶设计的集充电、放电、检测和分析为一体的智能化设备，具有操作简单、精度高的特点。

实现上述目的本实用新型的技术方案为，一种航空碱性电瓶充放电测量分析仪，包括测量分析仪本体，所述测量分析仪本体包括电流采样电路、信号调理电路、差分放大电路、多路选择开关电路、单片机、充放电主回路、深度放电控制电路、报警电路和触摸显示屏；

所述信号调理电路分别与电流采样电路和差分放大电路相连，所述信号调理电路用于将0-4V电压相对应的转化为0-2.5V电压送入差分放大电路；

所述差分放大电路分别与信号调理电路和多路选择开关电路相连，所述差分放大电路用于将0-2.5V电压进行等比例划分送入多路选择开关电路；

所述报警电路连接单片机，用于对异常电压情况进行声光报警；

所述触摸显示屏用于将单片机采集的电压电流信值直观的显示出来。

进一步地，所述测量分析仪本体还包括微型打印机、USB模块和USB接口，所述微型打印机与单片机相连，所述USB模块分别与单片机和USB接口相连。

进一步地，所述测量分析仪本体还包括WIFI模块，所述WIFI模块分别与单片机和无线终端相连。

进一步地，所述电流采样电路采用霍尔电流传感器，且霍尔电流传感器的型号为HAS 50-S\/SP50。

进一步地，所述单片机采用C8051F020单片机，所述信号调理电路还连接有A\/D转换器，所述A\/D转换器采用C8051F020单片机中的12位的ADC模块，所述ADC模块包括一个9通道的可编程模拟多路选择器、一个可编程增益放大器和一个100ksps、12位分辨率的逐次逼近寄存器型ADC。

进一步地，所述差分放大电路采用INA2128差分放大器。

进一步地，所述多路选择开关电路采用MAX4618模拟多路开关。

进一步地，所述充放电主回路包括EMI滤波、整流电路、DC-DC转换电路、BOOST电路和电子负载，所述EMI滤波与整流电路相连，所述整流电路与DC-DC转换电路相连，所述DC-DC转换电路与BOOST电路相连，所述BOOST电路分别与电子负载和航空碱性电瓶相连，所述电子负载采用波纹电阻器。

进一步地，所述深度放电控制电路还连接有继电器和电阻，所述继电器分别与电阻和单格电池相连，所述继电器采用磁保持继电器，所述电阻采用1欧姆2瓦特电阻。

进一步地，所述测量分析仪本体包括机箱，所述机箱包括前面板、后面板、左面板、右面板、顶板和底板，所述前面板、后面板、左面板、右面板、顶板和底板均卡合连接，所述前面板、后面板、左面板、右面板、顶板和底板围成的空腔内设有电流采样电路、信号调理电路、差分放大电路、多路选择开关电路、单片机、充放电主回路、深度放电控制电路和报警电路，所述空腔内还设有若干个冷却风扇，所述冷却风扇通过连接件固定设于左面板和右面板上，所述冷却风扇与单片机相连；所述后面板、顶板和底板均由内板和外板双层结构构成，所述内板和外板上均开设有若干个散热孔，且内板的面积小于外板的面积，所述内板的顶端和底端均设有第一滑条，所述内板的一侧设有第二滑条，所述内板的另一侧设有弹性滑块，所述外板的顶端和底端开设有与第一滑条匹配的第一滑槽，所述外板的一侧开设有与第二滑条相匹配的第二滑槽，且第二滑槽的宽度大于第二滑条的宽度与散热孔的直径之和，所述外板的另一侧开设有与弹性滑块相匹配的滑孔，所述前面板的左侧镶嵌有触摸显示屏，所述前面板的中部镶嵌有故障指示灯、充电指示灯和放电指示灯，所述前面板的右侧镶嵌有微型打印机、主机电源开关和USB接口，所述左面板上镶嵌有电压采集接口和电瓶接口，所述报警电路包括蜂鸣器。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和有益效果是，

1.本实用新型通过电流采样电路、信号调理电路、差分放大电路、多路选择开关电路、单片机、充放电主回路、深度放电控制电路、报警电路和触摸显示屏，能根据电瓶维护手册完成各种航空碱性电瓶的恒流充电、放电、容量测试和深度放电，并在充放电过程中完成对所有电瓶的单格电池测试和监控，以发现航空碱性电瓶故障单格电池，通过报警电路进行异常声光报警，微型打印机自动打印测试结果，减轻了维修人员的劳动强度，同时利用USB接口连接常用存储设备进行数据存储，以及利用WIFI模块将测试结果发送至手机等无线终端，使被测航空碱性电瓶的所有者及时清楚的了解航空碱性电瓶的性能状态；是一种精度高，操作方便的多功能的自动化仪器，实现了对电瓶各种参数的实时测量和分析，为航空碱性电瓶维护和检测提供依据。

2.本实用新型前面板、后面板、左面板、右面板、顶板和底板均由内板和外板双层结构构成，内板和外板上均开设有若干个散热孔，且内板的面积小于外板的面积，内板的顶端和底端均设有第一滑条，内板的一侧设有第二滑条，内板的另一侧设有弹性滑块，外板的顶端和底端开设有与第一滑条匹配的第一滑槽，外板的一侧开设有与第二滑条相匹配的第二滑槽，且第二滑槽的宽度大于第二滑条的宽度与散热孔的直径之和，外板的另一侧开设有与弹性滑块相匹配的滑孔，可以根据需要使第一滑条和第二滑条分别在第一滑槽和第二滑槽内滑动，由弹性滑块固定在滑孔中，以使内板和外板上的散热孔进行重合，增大散热面积，不需要使用本仪器时，可以直接反向操作，关闭散热孔，以防止外部的灰尘、水、金属屑等外来物进入机箱内部，影响设备的使用和操作安全，另外本仪器体积小、重量轻，在现场测量十分方便。

附图说明

图1是本实用新型航空碱性电瓶充放电测量分析仪的结构示意图；

图2是本实用新型航空碱性电瓶充放电测量分析仪的顶板中散热孔开启时的的结构示意图；

图3是本实用新型航空碱性电瓶充放电测量分析仪的左视图；

图4是本实用新型航空碱性电瓶充放电测量分析仪的后面板中的散热孔关闭时的结构示意图；

图5是本实用新型航空碱性电瓶充放电测量分析仪的电路框图示意图；

图6是本实用新型航空碱性电瓶充放电测量分析仪中的A\/D转换器的电路示意图；

图7是本实用新型航空碱性电瓶充放电测量分析仪中的差分放大电路的电路示意图；

图8是本实用新型航空碱性电瓶充放电测量分析仪中的多路选择开关电路的电路示意图；

图9是本实用新型航空碱性电瓶充放电测量分析仪中的充放电主回路的电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-9所示，一种航空碱性电瓶充放电测量分析仪，包括测量分析仪本体，所述测量分析仪本体包括电流采样电路、信号调理电路、差分放大电路、多路选择开关电路、单片机、充放电主回路、深度放电控制电路、报警电路和触摸显示屏2；所述测量分析仪本体还包括微型打印机11、USB模块和USB接口7，所述微型打印机11与单片机相连，所述USB模块分别与单片机和USB接口7相连；所述测量分析仪本体还包括WIFI模块，所述WIFI模块分别与单片机和无线终端相连；通过电流采样电路、信号调理电路、差分放大电路、多路选择开关电路、单片机、充放电主回路、深度放电控制电路、报警电路和触摸显示屏2，能根据电瓶维护手册完成各种航空碱性电瓶的恒流充电、放电、容量测试和深度放电，并在充放电过程中完成对所有电瓶的单格电池测试和监控，以发现航空碱性电瓶故障单格电池，通过报警电路进行异常声光报警，微型打印机11自动打印测试结果，减轻了维修人员的劳动强度，同时利用USB接口7连接常用存储设备进行数据存储，以及利用WIFI模块将测试结果发送至手机等无线终端，使被测航空碱性电瓶的所有者及时清楚的了解航空碱性电瓶的性能状态；是一种精度高，操作方便的多功能的自动化仪器，实现了对电瓶各种参数的实时测量和分析，为航空碱性电瓶维护和检测提供依据；

所述电流采样电路分别与航空碱性电瓶和信号调理电路相连，所述电流采样电路采用霍尔电流传感器，且霍尔电流传感器的型号为HAS 50-S\/SP50；隔离电阻大于1000MQ，测量精度小于±1％；所述电流采样电路用于将采集的航空碱性电瓶的0-50A的电流转化为0-4V的电压送入信号调理电路；

所述信号调理电路分别与电流采样电路和差分放大电路相连，所述信号调理电路用于将0-4V电压相对应的转化为0-2.5V电压送入差分放大电路；

所述差分放大电路分别与信号调理电路和多路选择开关电路相连，所述差分放大电路采用INA2128差分放大器；所述差分放大电路用于将0-2.5V电压进行等比例划分送入多路选择开关电路；航空电瓶每个单格电池正常电压在1.2V左右，充电完成后的最高电压在1.75V，将20格单格电池进行信号调理和降压后进行等比例差分，以采集每个单格电池对地的电压值。

图7中增益设置电阻R_{G<\/sub>的连接可以设置INA2128差分放大器的增益，其增益公式为：}

INA2128差分放大器的输出电压为：

V_{o<\/sub>＝G(V_{in<\/sub>^{+<\/sup>-V_{in<\/sub>^-<\/sup>)}}}}

由于要进行等比例差分，将3、4号引脚悬空开路，即让G＝1；为避免过高的电压输入到INA2128差分放大器中造成INA2128差分放大器芯片的损坏，从第9个单格电池接线柱的电压采集中，采用分压电路，减小给芯片的输入电压；

所述多路选择开关电路分别与差分放大电路和单片机相连，所述多路选择开关电路采用MAX4618模拟多路开关；所述多路选择开关电路用于扩展单片机中的AD数据采集通道，同时将等比例划分的电压通过AD数据采集通道输入至单片机中；由于C8051F020单片机中的ADC模块有8路AD数据采样通道，测量分析仪本体选用MAX4618模拟多路开关对AD数据采样通道进行扩展，每片MAX4618模拟多路开关可以扩展出8路AD数据采集通道，MAX4618模拟多路开关的设计原理图如图8所示。以MAX4618模拟多路开关的一个AD数据采集通道分析，V1-V4是单格电池电压经信号调理电路和差分运放运算处理后的电压，CON1和CON2为单片机主控制器的控制信号，用于控制不同的输入通道到输出。输出信号经过一个1000pF的滤波电容进入ADC模块进行模数转换。多路选择开关电路设计中用4片MAX4618模拟多路开关仅占用ADC模块的5路AD数据采样通道(ADCINB2、ADCINB3、ADCINB4、ADCINB5、ADCINB6)。将航空碱性电瓶的20个单格电池分为4组，每5个单格电池为1组，其中，1、5、9、13、17号电池为第一组；2、6、10、14、18号电池为第二组；3、7、11、15、19号电池为第三组；4、8、12、16、20号电池为第四组。C8051F020单片机作为主控制器通过发出逻辑电平信号控制MAX4618模拟多路开关的使能端，选择不同的AD数据采样通道依次循环采样20个单格电池电压；

所述单片机分别与多路选择开关电路、充放电主回路、深度放电控制电路、报警电路和触摸显示屏相连，所述单片机采用C8051F020单片机，所述信号调理电路还连接有A\/D转换器，所述A\/D转换器采用C8051F020单片机中的12位的ADC模块，所述ADC模块包括一个9通道的可编程模拟多路选择器、一个可编程增益放大器和一个100ksps、12位分辨率的逐次逼近寄存器型ADC。C8051F020单片机是完全集成的混合信号系统级MCU芯片，内部采用高速、流水线结构，最高处理速度可达25MIPS；由于C8051F020单片机自带64K FLASH与4KRAM，足以满足程序需要，因此不需要外扩程序和数据存储器；C8051F020单片机具有VDD监视器、看门狗定时器和时钟振荡器，用户可自行开关任何模拟数字外设；所述单片机用于控制充放电主回路进行充放电启停以及控制深度放电控制电路进行深度放电工作；

所述报警电路连接单片机，用于对异常电压情况进行声光报警；

所述触摸显示屏用于将单片机采集的电压电流信值直观的显示出来，所述触摸显示屏2采用FYD12864触摸显示屏。

充放电主回路包括EMI滤波、整流电路、DC-DC转换电路、BOOST电路和电子负载，所述EMI滤波与整流电路相连，所述整流电路与DC-DC转换电路相连，所述DC-DC转换电路与BOOST电路相连，所述BOOST电路分别与电子负载和航空碱性电瓶相连，所述电子负载采用波纹电阻器，摆脱传统电热丝放电负载，220V交流市电经过EMI滤波进行滤波，然后进入整流电路进行整流，以及由DC-DC转换电路进行转换后进入BOOST电路对航空碱性电瓶记性充电，充电过程中的恒流是通过调节三极管Q3周期内的占空比来完成的。放电时三极管Q1、Q2和Q3关断，此时航空碱性电瓶与充电回路断开，之后将电子负载接通到电路中，电子负载可以确保通用航空碱性电瓶以恒流的方式进行放电。

深度放电控制电路还连接有继电器和电阻，所述继电器分别与电阻和单格电池相连，所述继电器采用磁保持继电器，所述电阻采用1欧姆2瓦特电阻。

所述测量分析仪本体包括机箱1，所述机箱1包括前面板、后面板、左面板、右面板、顶板和底板，所述前面板、后面板、左面板、右面板、顶板和底板均卡合连接，便于拆卸和安装，方便进行维修，所述前面板、后面板、左面板、右面板、顶板和底板围成的空腔内设有电流采样电路、信号调理电路、差分放大电路、多路选择开关电路、单片机、充放电主回路、深度放电控制电路和报警电路，当高速充电而又不能及时地在充满后结束充电，单格电池则很容易存在大电流过充的问题；过充电会使航空碱性电瓶的内部温度和压力都急剧上升，造成对蓄电池的损害。这是因为在过充电阶段电池内部所进行的反应为消耗反应，它会增大电池内部的压力，同时由于氧气的产生和吸收都是热反应，这就使电池温度迅速上升。因此在电池充电接近满充点时，只能采用低速率充电，这是因为电池在低电流过充电时所产生的极化现象较轻，同时电池的热量可以及时地向周围散发，基本上不会对航空碱性电瓶造成损害，为了较快的降低内部温度，采用了冷却风扇21和散热孔设计，所述空腔内还设有若干个冷却风扇21，所述冷却风扇21通过连接件固定设于左面板和右面板上，所述左面板和右面板上均开设有风扇通风口，所述风扇通风口的外侧固定安装有过滤网22，用于防尘，所述冷却风扇21与单片机相连；所述后面板、顶板和底板均由内板12和外板13双层结构构成，所述内板12和外板13上均开设有若干个散热孔14，且内板12的面积小于外板13的面积，所述内板12的顶端和底端均设有第一滑条15，所述内板12的一侧设有第二滑条16，所述内板12的另一侧设有弹性滑块17，所述外板13的顶端和底端开设有与第一滑条15匹配的第一滑槽18，所述外板13的一侧开设有与第二滑条16相匹配的第二滑槽19，且第二滑槽19的宽度大于第二滑条16的宽度与散热孔14的直径之和，所述外板13的另一侧开设有与弹性滑块17相匹配的滑孔20，可以根据需要使第一滑条15和第二滑条16分别在第一滑槽18和第二滑槽19内滑动，由弹性滑块17固定在滑孔20中，以使内板12和外板13上的散热孔14进行重合，增大散热面积，不需要使用本仪器时，可以直接反向操作，关闭散热孔14，以防止外部的灰尘、水、金属屑等外来物进入机箱1内部，影响设备的使用和操作安全，另外本仪器体积小、重量轻，在现场测量十分方便；所述前面板的左侧镶嵌有触摸显示屏2，所述前面板的中部镶嵌有故障指示灯3、充电指示灯4和放电指示灯5，所述前面板的右侧镶嵌有微型打印机11、主机电源开关6和USB接口7，所述左面板上镶嵌有电压采集接口8和电瓶接口9，所述报警电路包括蜂鸣器。

航空碱性电瓶的型号为SAFT40176，SAFT40176共有单格电池20个，额定容量为36Ah。

充电过程：将主机电源插座插上220V50Hz工作电源，并按动机箱的前面板上的主机电源开关，此时测量分析仪本体进入充电界面工作状态，由触摸显示屏显示航空碱性电瓶的20格单格电池的电压、电瓶总电压、充电电流值，当确定正确后，按下触摸显示屏上的充电开始键，充电指示灯亮，同时充电时间开始计时，开始充电时用大电流(主充)，一般用C或C\/2(C为1小时放电速率)电流充电，然后用小电流(续充)C\/10充4小时即可；如果时间允许，也可直接用C\/10电流充14小时；本实用新型采用36A电流充电，则充电1小时后，航空碱性电瓶电压应达到31.4V，如达不到，再加充15分钟，如还达不到规定的电压值，说明航空碱性电瓶的某些单格电池有问题，应该检修；如能达到，再用小电流3.6A充电4小时，这时所有单格电池电压都应大于或等于1.5V小于1.75V，小于1.5V或大于1.75V的单格电池必须修理或更换；即在充电阶段中，如有单格电池的电压超过1.75V，测量分析仪本体自动报警，故障指示灯亮起，同时蜂鸣器发出响声，微型打印机自动打印记录数据，如无特殊原因，可判定航空碱性电瓶质量不合格；当充电阶段结束，计时时间停止，航空碱性电瓶转入小电流续充阶段；小电流续充为用户需要对航空碱性电瓶从飞机上拆下后的补充充电或维修后或航空碱性电瓶存储时进行C\/10充电的功能，充电时间4小时；当续充阶段充电结束后，如还有单格电池的电压小于1.5V，测量分析仪本体声光报警并自动打印数据，如无特殊原因，可判定航空碱性电瓶质量不合格。如测试合格，航空碱性电瓶充电结束，微型打印机打印记录数据；如需要永久保存航空碱性电瓶的充放电数据，将U盘插入USB接口，U盘将实时记录充电和容量测试中的下述参数：时间、1-20格单格电池电压、总电压和充放电电流，每分钟记录一次，直到充放电结束；

放电或容量检测过程：

测量分析仪本体进入放电界面工作状态后，首先根据航空碱性电瓶的实际情况设定航空碱性电瓶的额定容量值，触摸显示屏显示航空碱性电瓶的20格单格电池的电压、电瓶总电压和放电电流值，当确定正确后，按下放电开始键，放电时间开始计时并同时计算显示放电容量，当20格单格电池的任意一格电压小于1V时或电池反极性后，放电停止，系统记录放电时间并计算放电容量，微型打印机触发打印记录数据。恒流放电表示航空碱性电瓶正处于恒流放电状态，用于检测航空碱性电瓶容量；若放电容量大于85％，则判定航空碱性电瓶合格，否则航空碱性电瓶不合格，不能重新装上飞机。如果被测航空碱性电瓶容量达不到要求，则需要进行维修，一般可采用深度放电，来消除单格电池之间的不平衡和镍镉电瓶固有的记忆效应，以恢复航空碱性电瓶的容量；

深度放电过程：

按下触摸显示屏上的深度放电键，单片机发送信号使磁保持继电器吸合，1欧姆2瓦特电阻将单格电池短接，仪器记录深度放电的时间，放到所有单个电池为1V或以下，深度放电默认时间为15小时，放电15小时后仪器会自动停止深度放电。一般情况下，按下深度放电键后，可以直接关机，断电后测量分析仪本体内的磁保持继电器保持工作，可以实现无人值守。重新开机后才能将短接的1欧姆2瓦特电阻断开，因此，在进行下一个航空碱性电瓶的充放电，接上电压测量线时，需要开机后进行。其中，磁保持继电器的触点开、合状态由永久磁铁所产生的磁力所保持。当磁保持继电器的触点需要开或合状态时，只需要用正(反)直流脉冲电压激励线圈，磁保持继电器在瞬间就完成了开与合的状态转换。通常触点处于保持状态时，线圈不需要继续通电，仅靠永久磁铁的磁力就能维持磁保持继电器的状态不变，节省了电能。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

设计图

航空碱性电瓶充放电测量分析仪论文和设计

航空碱性电瓶充放电测量分析仪论文和设计-任仁良

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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