的数学模型可有效实现蓄电池内阻测量的仿真分析。

图 4 内阻测量的 LabVIEW 仿真代码

图 5 内阻测量的仿真结果

为分析测量方法的噪声抑制能力, 改变噪声系数,

分别设噪声系数为 1 倍、5 倍、10 倍、100 倍, 经信号相
关性处理后, 噪声对输出结果的影响程度如图 6 所示。

图 6 噪声对信号的影响 程度

由图 6 可知, 在强噪声干扰情况下, 仿真结果的输

出信号依旧能保持比较完好的输出波形。可见, 利用
锁相放大技术测量蓄电池内阻可以有效地抑制噪声干
扰。

通过对大量蓄电池阻抗数据的统计运算, 蓄电池

交流阻抗的相位

较小, 处于 - 30∀~ 0∀, 设定被测信

号与参考信号相位差

为- 10. 8∀, 分析输出信号受噪

声干扰的波动程度。锁定相位差, 并将噪声系数设为
[ 0~ 20] 递增, 将 噪声系数 作为 X 轴, 输出信号 为 Y
轴, 仿真结果如图 7 所示。

图 7 噪声对信号的影响 程度

从以上的仿真图可以看出, 随着噪声的变大, 所得

结果的波动幅度同样有所增加, 但是其变化幅度远远
小于噪声幅度的增加量。因此, 本文基于锁相放大技
术的蓄电池内阻测量方法可以有效地抑制噪声干扰。

所有元件和电路都存在容差, 由容差引起的输入、

输出信号的相移会比较大, 而蓄电池容量很大时, 其相
位很小。因此被测信号和参考信号的检测电路所引起
的相移误差有可能将蓄电池所引起的相位差覆盖, 对
输出结果产生很大的影响。

通过对设计电路各个模块的容差分析, 若不对被

测信号和参考信号的检测电路进行特殊设计, 相移误
差可达- 15∀~ 15∀, 很可能覆盖相位差 。为分析的相
移误差对结果的影响, 可设定相位差

为- 10. 8∀, 并

将相移误差

∀ 设为[ - 15~ 15] 递增。则

被测信号: U

s

= sin( t +

+ ∀ )

输出结果: U

0

=

2

!cos( + ∀ )

不考虑噪声影响, 其仿真波形如图 8 所示。

图 8 相移误差对结果的影 响程度

已知对绝大部分蓄电池

为- 30∀~ 0∀, 设定相移

误差

 为 7. 2∀, 设为[ - 30~ 0] 递增, 噪声系 数为 5

倍, 分析相移误差对输出结果的影响情况如图 9 所示。

由仿真波形可知, 相移误差会对输出结果产生很

大的相对误差。因此, 设计特性参数对称的交流差分
和滤波电路来提取被测信号与参考信号, 以此减少相
移误差, 是非常具有实际意义的。

( 下转第 65 页)

61