接地电阻在线测量仪是一种用于测量接地系统电阻的仪器，能够确保电力系统的安全运行和电气设备及人员的安全。目前国内市场上的接地电阻测量仪种类繁多，包括传统的摇表式和数字式电阻仪，单钳口式电阻仪和双钳口数字电阻仪等，但它们的测量精度和稳定性不尽人意，对于大型变电站和发电厂的接地电阻测量往往力不从心，因此很多大型电厂和电站选择采用价格昂贵的进口仪器。
本文介绍的是一种高精度接地电阻在线测量仪的设计实现方法，该测量仪的核心部件是MSP430F149单片机，它包含了信号放大、有源滤波以及相关的软件算法来实现高精度测量。该仪器采用四线法测量电阻值，这种方法能够有效减少测试过程中的引线电阻和接触电阻的影响。
在工作原理方面，接地电阻的测量通过欧姆定律实现，即通过已知的电流和测量到的电压来计算电阻值。在测量小电阻时，由于引线电阻和接触电阻的影响不能忽略，四线法测量因此被采用。四线法通过使用两个额外的导线来测量电阻两端的电压，同时使用另外两个导线提供电流，从而极大地减小了导线电阻和接触电阻带来的影响。
硬件设计方面，该测量仪由MSP430F149单片机及外围电路组成，外围电路包括人机接口模块、硬件保护模块、信号调节和数据采集模块等。人机接口模块由液晶显示、打印输出和功能按键组成，方便用户进行操作和读取数据。硬件保护模块用于控制直流电源的通断和通电时间，以防止由于仪器故障导致的不必要损害。
信号调节和数据采集模块是仪器的核心部分，主要负责对电压、电流信号的调节和采集。此外，仪器还采用了硬件看门狗来确保单片机在发生故障时能够可靠复位。LCD显示用于实时显示测量结果，使得用户可以直观地看到电压、电流和电阻的测量值。
在人机接口模块中，液晶显示部分通常使用以T6963为控制芯片的点阵液晶显示屏，可以分别显示测量得到的电压、电流和电阻值，并且能够根据不同的量程自动调节显示单位。功能按键数量较少，主要包括测量键、复位键和打印键，分别用于测量开始、复位和打印输出控制。打印机采用的是Tup-40A的并行口打印机，它是一种超小型点阵式打印机，能够打印5×7点阵字符，其内置的字符库有240种字符。除了这些，仪器还配有声音报警系统，用于在出现不同异常情况时提醒用户。
硬件控制和保护模块中，由于电力系统接地电阻值很小，通常在几十毫欧至几欧姆之间，所以需要通过较大的电流来确保测量的准确性。本仪器使用了一个12V的直流开关电源作为放电电源，并且最大输出电流可达到50A。放电电流的控制是通过单片机驱动MC1413芯片来实现的，它驱动一个5V的小继电器，而小继电器的开关端连接到一个50A的大继电器的线圈端，以此来实现对电源放电的控制。为了保护放电电源，系统设置了硬件保护电路，其中包含一个滞回比较器。当放电时间过长，有可能导致电源损坏时，保护电路会介入以保护电源安全。
本文介绍的双钳口接地电阻在线测量仪，通过特定的硬件设计和软件算法，实现了对接地电阻高精度的在线测量。该设计提供了对电力系统接地电阻值的快速准确检测，对于电力系统的安全运行具有重要的意义。
