互感器負(fù)載箱變頻檢定裝置主要由檢定裝置主體、操作面板和集成電路三部分組成。集成電路包括輸出和測(cè)量兩大部分，輸出部分由振蕩單元、功率放大單元、電源及過載保護(hù)單量程單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、AC/DC轉(zhuǎn)換單元及顯示單元組成；測(cè)量部分由自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、AC/DC轉(zhuǎn)換單元、功能開關(guān)判斷單元、按鍵單元、單片機(jī)及液晶顯示單元組成。通過改變輸出部分的振蕩單元中RC振蕩電路的不同電阻值來產(chǎn)生20Hz～1kHz交流信號(hào)，以滿足檢定不同額定頻率的負(fù)載箱需要，即實(shí)現(xiàn)負(fù)載箱檢定裝置的變頻。

振蕩單元的作用是產(chǎn)生一個(gè)頻率固定或可變的正弦信號(hào)。要求此信號(hào)幅度不但穩(wěn)定而且失真度要小于1%。頻率的變換是由改變不同接入電阻值而改變的。即改變不同固定阻值的精密電阻而產(chǎn)生準(zhǔn)確的20Hz，50Hz，60Hz，400Hz和1kHz的標(biāo)準(zhǔn)頻率。除上述電阻外，另接一只阻值可變的雙聯(lián)電位器，當(dāng)該電位器位于校準(zhǔn)位置（CALD）時(shí)，頻率輸出是固定的。離開此位置滑動(dòng)到任意位置時(shí)，可得到頻率從20Hz～1kHz之間連續(xù)可調(diào)的交流信號(hào)。改變的頻率值可由面板上的外接頻率計(jì)監(jiān)視。調(diào)節(jié)粗細(xì)調(diào)節(jié)端可以改變功率放大器的輸入信號(hào)幅度，使之輸出所需要的電壓值、電流值。一旦超載，過流保護(hù)信號(hào)和過壓保護(hù)信號(hào)經(jīng)過載保護(hù)單元放大后送往振蕩單元，用以切斷振蕩信號(hào)的輸出，從而保護(hù)功率放大級(jí)不受超載時(shí)對(duì)電路的損壞。當(dāng)面板上的功能開關(guān)由電壓輸出轉(zhuǎn)換為電流輸出經(jīng)過“0”時(shí)，也要切斷信號(hào)的輸出，以免誤操作使儀器損壞。由此可以看出，改變振蕩單元中RC振蕩電路的不同電阻值可產(chǎn)生20Hz～1kHz的交流信號(hào)，滿足了檢定額定頻率為50Hz、60Hz、400Hz的負(fù)載箱需要，即實(shí)現(xiàn)負(fù)載箱檢定裝置的變頻。

振蕩單元產(chǎn)生的交流信號(hào)經(jīng)功率放大單元后不但可以輸出交流信號(hào)，還可以經(jīng)整流濾波后輸出直流信號(hào)。由于采用由穩(wěn)幅振蕩源給功率放大輸出，從而達(dá)到變頻穩(wěn)幅，實(shí)現(xiàn)了0～300V（或0～10A）的電壓（或電流）輸出，滿足了互感器負(fù)載箱二次額定電壓100V、 V、100/3V（額定電流1A、2A、5A）的需要。取樣后的直流信號(hào)可直接送至A/D單元，將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后送至數(shù)碼管顯示單元，而交流信號(hào)需經(jīng)AC/DC單元將交流信號(hào)1：1轉(zhuǎn)換為直流電壓信號(hào)后送至A/D單元，最后將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后由數(shù)碼管顯示單元顯示。

將互感器負(fù)載箱變頻檢定裝置的輸出信號(hào)加在被測(cè)負(fù)載箱兩端。由于檢定互感器負(fù)載箱時(shí)流經(jīng)負(fù)載箱的電壓值在0～20V之間，而A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入要求在0～2V之內(nèi)，所以對(duì)采集到的電壓信號(hào)要預(yù)先處理，即通過精密電阻分壓方法使電壓輸出在0～2V之內(nèi)。而對(duì)于mV級(jí)的小信號(hào)電壓，為了達(dá)到更高的準(zhǔn)確度和線性度，采用OP07組成運(yùn)算放大電路對(duì)小信號(hào)進(jìn)行預(yù)先放大。滿足了儀器的精度要求。同時(shí)采用了繼電器作為電路的切換開關(guān)，具有響應(yīng)速度快，接觸電阻小等優(yōu)點(diǎn)。

測(cè)量得到的直流信號(hào)可直接送至A/D單元。本裝置采用ICL7135雙斜積分式4位半單片AD轉(zhuǎn)換器，具有輸入阻抗高，自動(dòng)校零，有精確的差分輸入電路，自動(dòng)判別信號(hào)極性，有超、欠壓輸出信號(hào)等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)中采用ICL7135的串行方式即通過計(jì)脈沖數(shù)的方法來獲得測(cè)量轉(zhuǎn)換結(jié)果。

測(cè)量得到的交流信號(hào)須經(jīng)AC/DC單元后將直流信號(hào)送入A/D單元。AC/DC轉(zhuǎn)換單元主要采用有效值/直流轉(zhuǎn)換芯片AD536實(shí)現(xiàn)交直流的轉(zhuǎn)換。A/D的實(shí)際輸出包含了直流誤差和紋波誤差。直流誤差主要由平均值電容決定。增大電容值可減小輸出直流誤差和紋波誤差的大小，為減輕平均值電容的負(fù)擔(dān)，采用雙極性輸出濾波電路的形式減小輸出紋波的大小，縮短了響應(yīng)時(shí)間。AD536的最大失調(diào)電壓為5mV，可由滑動(dòng)電阻器進(jìn)行調(diào)整。AD536的線性度很好，在0～1V范圍內(nèi)，誤差僅為0.1%，若輸出值有偏差，也可通過滑動(dòng)電阻器調(diào)整。

A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量由單片機(jī)讀取并根據(jù)當(dāng)前功能開關(guān)位置及按鍵選擇進(jìn)行計(jì)算。將測(cè)量參數(shù)值（負(fù)載箱的阻抗Z、有功分量R、無功分量XL、負(fù)載箱容量VA、功率因數(shù)值、電感值L）顯示在液晶屏上。