1、引言      
       蓄電池作為電源系統(tǒng)停電時(shí)的備用電源，已廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、交通、通信等行業(yè)。如果電池失效或容量不足，就有可能造成重大事故，所以必須對(duì)蓄電池的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行全面的在線監(jiān)測(cè)。蓄電池狀態(tài)的重要標(biāo)志之一就是它的內(nèi)阻。無論是蓄電池即將失效、容量不足或是充放電不當(dāng)，都能從它的內(nèi)阻變化中體現(xiàn)出來。因此可以通過測(cè)量蓄電池內(nèi)阻，對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。目前測(cè)量蓄電池內(nèi)阻的常見方法有：    
       （1）密度法      
       密度法主要通過測(cè)量蓄電池電解液的密度來估算蓄電池的內(nèi)阻，常用于開口式鉛酸電池的內(nèi)阻測(cè)量，不適合密封鉛酸蓄電池的內(nèi)阻測(cè)量。該方法的適用范圍窄。    
       （2）開路電壓法      
       開路電壓法是通過測(cè)量蓄電池的端電壓來估計(jì)蓄電池內(nèi)阻，精度很差，甚至得出錯(cuò)誤結(jié)論。因?yàn)榧词挂粋€(gè)容量已經(jīng)變得很小的蓄電池，再浮充狀態(tài)下其端電壓仍可能表現(xiàn)得很正常。     
       （3）直流放電法     
       直流放電法就是通過對(duì)電池進(jìn)行瞬間大電流放電，測(cè)量電池上的瞬間電壓降，通過歐姆定律計(jì)算出電池內(nèi)阻。雖然這種方法在實(shí)踐中也得到了廣泛的應(yīng)用，但是它也存在一些缺點(diǎn)。如用該方法對(duì)蓄電池內(nèi)阻進(jìn)行檢測(cè)必須是在靜態(tài)或是脫機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行，無法實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量。而且大電流放電會(huì)對(duì)蓄電池造成較大的損害，從而影響蓄電池的容量及壽命。    
       （4）交流注入法     
       交流法通過對(duì)蓄電池注入一個(gè)恒定的交流電流信號(hào)IS，測(cè)量出蓄電池兩端的電壓響應(yīng)信號(hào)Vo，以及兩者的相位差θ，由阻抗公式：

       由于電池內(nèi)阻為毫歐級(jí)，因此采用常規(guī)的兩端子測(cè)量方法測(cè)量誤差較大，在此采用四端子測(cè)量方式。測(cè)量時(shí)兩個(gè)端子施加一頻率為：

       的恒定交流激勵(lì)電流信號(hào)，另兩個(gè)端子用于測(cè)量。測(cè)量工作原理圖如圖1 所示，響應(yīng)信號(hào)是指蓄電池注入交流恒流源后，在其兩端測(cè)出的交流電壓信號(hào)。而正弦信號(hào)是經(jīng)D/A產(chǎn)生的作為壓控恒流源的輸入信號(hào)。

       設(shè)正弦信號(hào)為：

       （1）     

       蓄電池兩端的響應(yīng)電壓信號(hào)為：

      （2）        

       通過模擬乘法器后有： 

（3）

       進(jìn)行低通濾波后濾掉交流成分得：

 （4）       

       由交流法測(cè)內(nèi)阻原理得：

      （5）     

       式中I為交流恒流源信號(hào)的最大值。比較（4）、（5）可得：

       本文采用了數(shù)字式信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)正弦波和電流負(fù)反饋法產(chǎn)生精確交流恒流源法, 交流恒流源實(shí)現(xiàn)原理如圖2所示。

       標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào)的產(chǎn)生采用數(shù)字式信號(hào)發(fā)生器。首先將正弦表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在如圖3所示的正弦信號(hào)存儲(chǔ)器中,晶振產(chǎn)生振蕩頻率f，經(jīng)過整型電路變?yōu)橥暾讲l率，再經(jīng)過R分頻電路得到頻率為f/R,再經(jīng)過鑒相器FD和環(huán)路濾波器LF電路鎖相分頻后，讀取存儲(chǔ)在正弦信號(hào)存儲(chǔ)器中的正弦值,經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換電路和經(jīng)低通有源濾器濾波電路，生成圖3所需的標(biāo)準(zhǔn)正弦波。