互感器多功能自动综合测试仪的制作方法

1.本实用新型涉及互感器测试技术领域，尤其涉及互感器多功能自动综合测试仪。


背景技术：

2.伏安特性是决定互感器性能好坏的重要特性，互感器综合特性测试仪在对互感器的伏安特性进行测试时，是将互感器的一次绕组开路，在二次绕组施加交流电压，从小到大调整电压，并对二次绕组的电压、电流进行测量。传统的互感器综合特性测试仪必需使用标准ct及升流源，由于标准ct及升流源的体积庞大、十分笨重，使得ct的现场校验很难实现，特别是高压、大变比ct的现场校验实现起来就更加困难。因此现有的互感器综合测试仪通常通过dsp控制电路产生ac
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dc
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ac变换器的spwm控制信号，常规ac
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dc
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ac变换器的结构框图如图3所示，dsp控制电路产生的spwm控制信号经驱动电路放大后输入至ac
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dc
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ac变换器中逆变电路的控制端，控制ac
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dc
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ac变换器向被测对象施以步进交流电压，并进行电压、电流测量，逆变电路通常包括由场效应管构成的全桥逆变电路和半桥逆变电路，逆变电路中场效应管的栅极对应为逆变电路的控制端。常规驱动电路采用推挽升压电路，由于二次绕组所需电压一般为高压，常规驱动电路的驱动能力不够，强行实现高倍升压使得电路的负荷重，容易造成驱动电路输出信号失真，导致ac
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dc
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ac变换器输出的电压不稳定。
3.因此，为了解决上述问题，本实用新型提出了互感器多功能自动综合测试仪，通过优化现有驱动电路的结构，提高驱动电路的驱动能力，避免驱动电路输出信号失真的问题，提高ac
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dc
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ac变换器输出电压的稳定性，从而提高互感器多功能自动综合测试仪的测量精度。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提出了互感器多功能自动综合测试仪，通过优化现有驱动电路的结构，提高驱动电路的驱动能力，避免驱动电路输出信号失真的问题，提高ac
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dc
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ac变换器输出电压的稳定性，从而提高互感器多功能自动综合测试仪的测量精度。
5.本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了互感器多功能自动综合测试仪，其包括dsp和ac
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dc
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ac变换器，还包括前置放大电路和射极输出器电路；
6.dsp的spwm输出端通过前置放大电路与射极输出器电路的输入端电性连接，射极输出器电路的输出端输出spwm控制信号驱动ac
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dc
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ac变换器输出交流测试电压。
7.在以上技术方案的基础上，优选的，前置放大电路包括电源、电容c1、电阻r1、电阻r2和npn型三极管q1；
8.dsp的spwm输出端通过电阻r1分别与电阻r2的一端、电容c1的一端和npn型三极管q1的基极电性连接，电阻r2的另一端与电源电性连接，电容c1的另一端和npn型三极管q1的发射极均接地，npn型三极管q1的集电极与射极输出器电路的输入端电性连接。
9.在以上技术方案的基础上，优选的，射极输出器电路包括推挽升压电路和吸收电路；
10.dsp的spwm输出端通过前置放大电路与推挽升压电路的输入端电性连接，推挽升压电路的输出端输出spwm控制信号驱动ac
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dc
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ac变换器输出交流测试电压，吸收电路用于吸收推挽升压电路产生的尖峰电压。
11.更进一步优选的，推挽升压电路包括电阻r3、电阻r4、npn型三极管q2和pnp型三极管q3；
12.npn型三极管q1的集电极分别与电阻r3的一端、npn型三极管q2的基极和pnp型三极管q3的基极电性连接，电阻r3的另一端和npn型三极管q2的集电极均与电源电性连接，pnp型三极管q3的集电极接地，npn型三极管q2的发射极和pnp型三极管q3的发射极均与电阻r4的一端电性连接，电阻r4的另一端输出spwm控制信号驱动ac
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dc
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ac变换器输出交流测试电压。
13.更进一步优选的，吸收电路包括电阻r8、二极管d8和电容c8；
14.电阻r8的一端与npn型三极管q2的集电极电性连接，电阻r8的另一端分别与二极管d8的正极、电容c8的一端电性连接，二极管d8的负极、电容c8的另一端均与pnp型三极管q3的集电极电性连接。
15.更进一步优选的，还包括串联反馈式稳压电路；
16.推挽升压电路的输出端与串联反馈式稳压电路的输入端电性连接，串联反馈式稳压电路的输出端输出spwm控制信号驱动ac
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dc
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ac变换器输出交流测试电压。
17.更进一步优选的，串联反馈式稳压电路包括电阻r5、二极管d1和npn型三极管q4；
18.推挽升压电路的输出端分别与电阻r5的一端、npn型三极管q4的集电极电性连接，电阻r5的另一端分别与npn型三极管q4的基极和二极管d1的负极电性连接，二极管d1的正极接地，npn型三极管q4的发射极输出spwm控制信号驱动ac
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dc
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ac变换器输出交流测试电压。
19.更进一步优选的，还包括电压检测电路和电流检测电路；
20.电压检测电路采集互感器的二次绕组上的电压，并将该电压转换为电信号输入至dsp的模拟输入端；
21.电流检测电路采集互感器的二次绕组上的电流，并将该电流转换为电信号输入至dsp的模拟输入端。
22.本实用新型的互感器多功能自动综合测试仪相对于现有技术具有以下有益效果：
23.(1)通过设置前置放大电路，对dsp输出的spwm控制信号进行前置放大，提高驱动电路的驱动能力，并滤除spwm控制信号中的高频干扰信号，从而提高互感器多功能自动综合测试仪的测量精度；
24.(2)通过设置射极输出器电路，用于对前置放大电路输出的spwm控制信号进行进一步放大，通过前置放大电路和射极输出器电路两级放大来代替原有推挽升压电路实现放大功能，使驱动电路具有足够的驱动能力，减轻电路的负荷，避免了驱动电路输出信号失真的问题，提高ac
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dc
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ac变换器输出电压的稳定性，从而提高互感器多功能自动综合测试仪的测量精度；
25.(3)通过设置吸收电路，用于吸收推挽升压电路产生的尖峰电压，防止尖峰电压损坏推挽升压电路以及后级电路；
26.(4)通过设置串联反馈式稳压电路，具有两方面的作用，一方面，用于对射极输出
器电路输出的spwm控制信号进行稳压处理，防止spwm控制信号过高烧坏ac
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dc
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ac变换器中的场效应管；另一方面，常规的单二极管构成的稳压电路，存在高压击穿损坏电路、输出电压不可调节、适用性低的问题，因此为了解决上述问题，本实施例中设置了串联反馈式稳压电路，通过反馈调节输出电压实现稳压效果，电路的适用性强。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型的互感器多功能自动综合测试仪的结构框图；
29.图2为本实用新型的互感器多功能自动综合测试仪中前置放大电路、射极输出器电路和串联反馈式稳压电路的电路图；
30.图3为常规ac
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dc
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ac变换器的结构框图。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。
32.如图1所示，本实用新型的互感器多功能自动综合测试仪，其包括dsp、ac
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dc
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ac变换器、前置放大电路、射极输出器电路、串联反馈式稳压电路、电压检测电路和电流检测电路。
33.dsp，一方面用于产生ac
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dc
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ac变换器的spwm控制信号，控制ac
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dc
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ac变换器向互感器的二次绕组施加步进交流电压；另一方面用于接收电压检测电路输出的电信号和电流检测电路输出的电信号，并根据这两路电信号得出互感器的伏安特性曲线。本实施例中，dsp的spwm输出端与前置放大电路的输入端电性连接，dsp的模拟输入端接收电压检测电路输出的电信号，dsp的模拟输入端接收电流检测电路输出的电信号。由于dsp产生spwm控制信号控制ac
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dc
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ac变换器向互感器的二次绕组施加步进交流电压、以及dsp根据电压检测电路输出的电信号和电流检测电路输出的电信号得出互感器的伏安特性曲线属于现有技术，对本领域的技术人员来说本实施例的技术方案清楚完整，本领域的技术人员可以根据本实施例记载的内容以及现有技术毫无疑虑地实现本实施例的技术方案，且该部分不是本实施例要保护的范围，因此，在此不再累述dsp的内部算法，优选的，本实施例中的dsp选用内部集成有a/d的eg8010，spwm_p为dsp的spwm输出端，电压检测电路的输出和电流检测电路的输出分别送至eg8010芯片a/d的不同模拟输入通道中，进行a/d转换，最后由dsp进行后续的处理。
34.前置放大电路，用于对dsp输出的spwm控制信号进行前置放大，提高驱动电路的驱动能力，并滤除spwm控制信号中的高频干扰信号，从而提高互感器多功能自动综合测试仪的测量精度。本实施例中，前置放大电路的输入端与dsp的spwm输出端电性连接，前置放大
电路的输出端与射极输出器电路的输入端电性连接。优选的，如图2所示，前置放大电路包括电源、电容c1、电阻r1、电阻r2和npn型三极管q1；具体的，dsp的spwm输出端通过电阻r1分别与电阻r2的一端、电容c1的一端和npn型三极管q1的基极电性连接，电阻r2的另一端与电源电性连接，电容c1的另一端和npn型三极管q1的发射极均接地，npn型三极管q1的集电极与射极输出器电路的输入端电性连接；如图2所示，spwm为dsp的spwm输出端输出的spwm控制信号，其中，电阻r1为限流电阻，用于防止dsp输出的spwm控制信号幅度过大击穿npn型三极管q1；电阻r2为上拉电阻，用于使电源输出电压更稳定；电源用于使npn型三极管q1工作在放大区；电容c1为滤波电容，用于滤除spwm控制信号中的高频干扰信号；电源、电容c1、电阻r1、电阻r2和npn型三极管q1构成前置放大电路，用于对dsp输出的spwm控制信号进行前置放大，提高驱动电路的驱动能力，从而提高互感器多功能自动综合测试仪的测量精度，并滤除spwm控制信号中的高频干扰信号。
35.射极输出器电路，由于互感器二次绕组所需电压一般为高压，常规驱动电路的驱动能力不够，强行实现高倍升压使得电路的负荷重，容易造成驱动电路输出信号失真，导致ac
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ac变换器输出的电压不稳定，因此，为了解决上述问题，本实施例中设置了前置放大电路，用于对前置放大电路输出的spwm控制信号进行进一步放大，通过前置放大电路和射极输出器电路两级放大来代替原有推挽升压电路实现放大功能，使驱动电路具有足够的驱动能力，减轻电路的负荷，避免了驱动电路输出信号失真的问题，提高ac
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ac变换器输出电压的稳定性，从而提高互感器多功能自动综合测试仪的测量精度。本实施例中，射极输出器电路的输入端与前置放大电路的输出端电性连接，射极输出器电路的输出端与串联反馈式稳压电路的输入端电性连接。优选的，如图1所示，射极输出器电路包括推挽升压电路和吸收电路。
36.推挽升压电路，用于对前置放大电路输出的spwm控制信号进行进一步放大。本实施例中，dsp的spwm输出端通过前置放大电路与推挽升压电路的输入端电性连接，推挽升压电路的输出端输出spwm控制信号驱动ac
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dc
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ac变换器输出交流测试电压。优选的，如图2所示，推挽升压电路包括电阻r3、电阻r4、npn型三极管q2和pnp型三极管q3；具体的，npn型三极管q1的集电极分别与电阻r3的一端、npn型三极管q2的基极和pnp型三极管q3的基极电性连接，电阻r3的另一端和npn型三极管q2的集电极均与电源电性连接，pnp型三极管q3的集电极接地，npn型三极管q2的发射极和pnp型三极管q3的发射极均与电阻r4的一端电性连接，电阻r4的另一端输出spwm控制信号驱动ac
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dc
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ac变换器输出交流测试电压。如图2所示，电阻r4的另一端对应为推挽升压电路的输出端；其中，电阻r3为上拉电阻，使电源输出电压保持稳定；电阻r4为限流电阻，防止射极输出器电路输出电压过大损坏串联反馈式稳压电路；npn型三极管q2和pnp型三极管q3组成推挽升压电路，用于对前置放大电路输出的spwm控制信号进行进一步放大。
37.吸收电路，用于吸收推挽升压电路产生的尖峰电压，防止尖峰电压损坏推挽升压电路以及后级电路。优选的，如图2所示，吸收电路包括电阻r8、二极管d8和电容c8；具体的，电阻r8的一端与npn型三极管q2的集电极电性连接，电阻r8的另一端分别与二极管d8的正极、电容c8的一端电性连接，二极管d8的负极、电容c8的另一端均与pnp型三极管q3的集电极电性连接。其中，电容c8为吸收电容，用于吸收电路中因电压抖动产生的尖峰电压；电阻r8为耗能电阻，用于快速消耗电容c8吸收的尖峰电压能量；二极管d8为钳位二极管，防止尖
峰电压损坏推挽升压电路以及后级电路。
38.串联反馈式稳压电路，具有两方面的作用，一方面，用于对推挽升压电路输出的spwm控制信号进行稳压处理，防止spwm控制信号过高烧坏ac
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dc
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ac变换器中的场效应管；另一方面，常规二极管构成的稳压电路，存在高压击穿损坏电路、输出电压不可调节、适用性低的问题，因此为了解决上述问题，本实施例中设置了串联反馈式稳压电路，通过反馈调节输出电压实现稳压效果，电路的适用性强。本实施例中，推挽升压电路的输出端与串联反馈式稳压电路的输入端电性连接，串联反馈式稳压电路的输出端输出spwm控制信号驱动ac
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dc
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ac变换器输出交流测试电压。优选的，如图2所示，串联反馈式稳压电路包括电阻r5、二极管d1和npn型三极管q4；具体的，电阻r4的另一端分别与电阻r5的一端、npn型三极管q4的集电极电性连接，电阻r5的另一端分别与npn型三极管q4的基极和二极管d1的负极电性连接，二极管d1的正极接地，npn型三极管q4的发射极输出spwm控制信号驱动ac
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ac变换器输出交流测试电压。如图2所示，swpm1为串联反馈式稳压电路稳压处理后输出的spwm控制信号，其中，电阻r5为限流电阻，防止二极管d1承受电压过大而出现击穿；二极管d1为稳压管，用于给npn型三极管q4提供一个稳定的偏置电压，使其能正常工作；npn型三极管q4为调整管，当输入或输出电压变化时，npn型三极管q4的偏置电压稳定不变，通过反馈调节使npn型三极管q4得管压降变化，从而实现稳压效果。
39.ac
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dc
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ac变换器，接收串联反馈式稳压电路输出的spwm控制信号，并根据该spwm控制信号向互感器的二次绕组施加步进交流电压。本实施例中，串联反馈式稳压电路的输出端输出spwm控制信号驱动ac
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ac变换器输出交流测试电压。本实施例中，不涉及对ac
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ac变换器结构的改进，采用如图3所示常规由整流电路、滤波电路、逆变电路和变压器构成的ac
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ac变换器，本领域的技术人员根据图3能够清楚的得知ac
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ac变换器的工作原理，其中，当逆变电路采用半桥结构时，ac
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ac变换器对应有两个控制端，一个控制端对应设置一组如图2所示由前置放大电路、射极输出器电路和串联反馈式稳压电路构成的驱动电路。
40.电压检测电路和电流检测电路，分别采集互感器的二次绕组上的电压和电流，并将该电压和电流分别转换为电信号输入至dsp的模拟输入端。本实施例中，电压检测电路采集互感器的二次绕组上的电压，并将该电压转换为电信号输入至dsp的模拟输入端；电流检测电路采集互感器的二次绕组上的电流，并将该电流转换为电信号输入至dsp的模拟输入端。
41.本实用新型的工作原理为：dsp产生ac
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ac变换器的spwm控制信号，并将该spwm控制信号输入至前置放大电路，前置放大电路对该spwm控制信号进行前置放大，并将前置放大后的spwm控制信号输入至射极输出器电路，射极输出器电路对前置放大后的spwm控制信号进行进一步放大处理，通过前置放大电路和射极输出器电路两级放大来代替原有推挽升压电路实现放大功能，使spwm控制信号具有足够的驱动能力，并将进一步放大处理后的spwm控制信号输入至串联反馈式稳压电路，串联反馈式稳压电路对该spwm控制信号进行稳压，并将稳压后的spwm控制信号输入至ac
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ac变换器，spwm控制信号控制ac
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dc
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ac变换器向互感器的二次绕组施加步进交流电压，同时电压检测电路和电流检测电路分别采集互感器的二次绕组上的电压和电流，并分别将该电压和电流转换为电信号输入至dsp的模拟输入端，dsp根据这两路电信号得出互感器的伏安特性曲线。
42.本实施例的有益效果为：通过设置前置放大电路，对dsp输出的spwm控制信号进行前置放大，提高驱动电路的驱动能力，并滤除spwm控制信号中的高频干扰信号，从而提高互感器多功能自动综合测试仪的测量精度；
43.通过设置射极输出器电路，用于对前置放大电路输出的spwm控制信号进行进一步放大，通过前置放大电路和射极输出器电路两级放大来代替原有推挽升压电路实现放大功能，使驱动电路具有足够的驱动能力，减轻电路的负荷，避免了驱动电路输出信号失真的问题，提高ac
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ac变换器输出电压的稳定性，从而提高互感器多功能自动综合测试仪的测量精度；
44.通过设置吸收电路，用于吸收推挽升压电路产生的尖峰电压，防止尖峰电压损坏推挽升压电路以及后级电路；
45.通过设置串联反馈式稳压电路，具有两方面的作用，一方面，用于对射极输出器电路输出的spwm控制信号进行稳压处理，防止spwm控制信号过高烧坏ac
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ac变换器中的场效应管；另一方面，常规的单二极管构成的稳压电路，存在高压击穿损坏电路、输出电压不可调节、适用性低的问题，因此为了解决上述问题，本实施例中设置了串联反馈式稳压电路，通过反馈调节输出电压实现稳压效果，电路的适用性强。
46.以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。