数字兆欧表制造技术

本发明专利技术涉及测量各种电气设备、绝缘材料的绝缘电阻值的数字兆欧表，其采用Ｉ／Ｖ、Ｖ／Ｒ变换，数字显示被测物的绝缘电阻值，内接或外接直流电源工作，整机可提供多值直流高压，测量范围为０．１ＭΩ－２００，０００ＭΩ、分辨率为０．００１ＭΩ、０．０１ＭΩ、０．１ＭΩ、１ＭΩ、１０ＭΩ、量程自动选择。本发明专利技术结构简单、调试方便，可以取代传统的绝缘摇表和高阻表。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量电气设备、绝缘材料的绝缘电阻值的检测装置，特别是一种数字兆欧表。目前，检测电气设备、绝缘材料绝缘性能的装置有兆欧计、高阻表或者手摇(发电机)式的麦格表俗称摇表，它们应用流比计原理，采用磁电式微安电流表，用指针显示测量结果。这类用指针显示测量结果的装置，因装置放置倾角及读数视角的影响，使测量值有较大的误差，而且在检定中还要考虑中值电阻、电压，开路电压等指标因素，因此，实际使用时，工作量大。在某些情况下，常要求测量装置提供多种测量电压，单个的摇表是不能满足要求的，这也给测量工作带来了不便。至于测量精度，指针式的表头显示的最小刻度一般为0.1MΩ，这样就难以保证绝缘电阻的分辨率在0.1MΩ以下的测量时的测量精度，为改变这种情况，国内外正在研制检测绝缘性能的数字显示测量装置，有的产品和构想已公诸于世。如中国专利CN861059996A公开了一种自选量程高压数字式兆欧表就是其中的一例。该装置采用双支路压比计原理，由两条串并联电阻网络构成双支路取样压比电路进行取样，分别得到两个取样电压，经双积分除法V/R变换进行高阻测量。这种兆欧表由直流高压电源、输入电路、控制电路，V/R变换器，时钟发生器、输出系统组成，其中直流高压电源可以根据被测对象不同要求提供500V、1000V、2500V、5000V、10000V、15000V等不同的高压，输入电路由双支路取样压比电路和有源低通滤波器组成，从压比取样电路中取得基准取样电压和被测取样电压。控制电路包括，自动量程选择电路，移位逻辑电路和启控电路。V/R变换器采用双积分A/D变换大规模集成模块构成双积分除法器。这种装置的优点是能提供多种直流高压以满足不同的测量要求，采用移动小数点进行量程的自动切换，不需要对测量范围进行预置。电路中采用了双支路压比取样及有源滤波措施，对直流高压电源要求较低，另外显示直观，减轻了测量人员的劳动强度。但是这种数字兆欧表的测量取样是经两条取样支路，同时分压取样，使整机固有的误差就很难消除，这样测量的动态范围就受到限制，特别是测量下限不容易做得很低，测量精度不可能做到很高。本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提出一种新的数字兆欧表。本专利技术的技术解决方案是，采用直流供电电路，多值直流高压稳压电源，衰减控制电路，运算电路及输出显示电路，其中，多值直流高压稳压电源可提供500V、1000V、2000V、2500V、5000V等不同高压，其特征在于，采用了电流输入电路、I/V转换电路，直流供电电路与多值直流高压稳压电源、电流输入电路、运算电路相连，多值直流高压稳压电源与电流输入电路配接，电流输入电路与I/V转换电路相接，I/V转换电路与衰减控制电路相接，衰减控制电路分别与运算电路和输出显示电路相连，运算电路和输出显示电路相接。多值直流高压稳压电源还可以提供50V、100V、250V的不同直流高压。本专利技术的基本构思是将被测物在给定的额定电压下流过的电流，经电流输入电路、I/V转换电路变成相应的电压，再将得到的电压经衰减控制电路，运算电路作除法运算，其结果再经输出显示电路进行V/R变换而得到的绝缘电阻值，根据这种构思，其测量步骤是a、将直流高压直接作用于被测物Rx，即接在多值直流高压稳压电源的输出端与电流输入电路的输入端之间的被测物Rx上将有电流流过，这个电流值Ix与多值直流高压稳压电源提供的额定电压Eo和被测物的绝缘电阻值Rx相关，即Ix＝Eo/Rx。b、该电流经电流输入电路后由I/V转换电路转换成相应电压，因I/V转换电路实际上是一级比例衰减器，这样其输出电压可表示为(Eo/Rx)·RF，即EoRF/Rx。c、运算电路对I/V转换电路的输出电压作除法运算，即以Vc2除以EoRF/Rx得到结果电压Vo，即Vo＝Vc2Rx/(EoRf)，令Vc2/EoRF＝K，则Vo＝KRx，由此可以看出结果电压值Vo与Rx成为线性关系。d、结果电压值Vo送入输出显示电路中的A/D转换器进行V/R转换，直接显示Rx之值。本专利技术的优点在于，完全摆脱了现有的磁电式指针读数式兆欧表的模式，并克服了现有的数字兆欧表的不足，主要电路器件采用国内外通用型的中大规模集成电路，造价较低，测量范围复盖宽，测量精度和分辨率有可靠的保证，在0.1-200，000MΩ范围内，分辩率可以达到0.001MΩ、0.01MΩ、0.1MΩ、1MΩ、10MΩ，且自动选定，如加大高压驱动功率，改变I/V转换电路中的RF之值，其测量下限可以达到0.01MΩ，采用直流供电，使用干电池，整机可以做成便携式结构，体积小，使用方便，本专利技术可以代替传统的绝缘摇表和高阻表，广泛用于电气绝缘测试的各种行业和部门，是一种较好的更新换代的绝缘电阻检测装置。附图说明图1，本专利技术的电路方框图;图2，本专利技术的电流输入电路原理图;图3，本专利技术的I/V转换电路原理图;图4，本专利技术的衰减控制电路原理图;图5，本专利技术的运算电路原理图;图6，本专利技术的基本结构示意图;图7，本专利技术的基本结构示意图的后视图;图8，本专利技术的基本结构示意图的后视图的A-A向剖视图;图9，本专利技术的基本结构示意图的后视图的B-B向剖视图。下面根据附图详细描述本专利技术的实施例。如图1所示，本专利技术由多值直流高压稳压电源1，直流供电电路2，电流输入电路3，I/V转换电路4，衰减控制电路5，运算电路6，输出显示电路7组成，多值直流稳压电源1接有高压选择开关S1和高压取样电阻Rs1、Rs2，高压取样电阻Rs1、Rs2与高压选择开关S1串接，高压取样电阻Rs1、Rs2的一端均接机器地。根据多值直流高压稳压电源1提供的直流高压的多少来选择取样电阻多少和高压选择开关的支路开关的多少。在多值直流高压稳压电源1的输出端E与高压选择开关S1之间接有一稳压取样电阻Rso。直流供电电路2分别与多值直流高压稳压电源1、电流输入电路3、运算电路6相接，电流输入电路3的L端接被测物Rx，电流输入电路3的J端接多值直流高压稳压电源1、电流输入电路3的A端接I/V转换电路4，I/V转换电路4的B端接衰减控制电路5，衰减控制电路5的C端接运算电路6，衰减控制电路的P端接输出显示电路7，运算电路6的D端接输出显示电路7。多值直流高压稳压电源1的输出端E是高压正极输出端，同时也是“接地端子”。输出端E对机器地稳压。多值直流高压稳压电路1有参考电压VRO，VRO是一个与运算电路6所需常量电压Vc正相关的电压。多值直流高压稳压电源1可以提供50V、100V、250V、500V、1000V、2000V、2500V、5000V等不同额定电压，通过高压选择开关S1来实现。各电压的取样电阻Rs1、Rs2…Rsn之比与输出各种电压的反比值相等，如Rs(50V)/Rs(100V)＝100V/50V，输出显示电路由A/D转换器、数字显示器及小数点控制器组成，A/D转换器可以选择ICL7106或ICL7129，小数点控制器采用CD4070实现。电流输入电路3的L端为“线路端子”，G为“屏蔽端子”，被测物Rx接在多值直流高压稳压电源1的输出端E和电流输入电路3的L端之间。由于E端对机器地稳压，因此E、L端之间的电压值即额定电压值。如图2所示，电流输入电路3由R1、R2、L1、C1及T1、T2组成，R1、L2本文档来自技高网...

【技术保护点】
数字兆欧表，采用直流供电电路，多值直流高压稳压电源，衰减控制电路、运算电路及输出显示电路，其中多值直流高压稳压电源可提供５００Ｖ、１０００Ｖ、２０００Ｖ、２５００Ｖ、５０００Ｖ的不同高压，其特征在于，采用了电流输入电路３，Ｉ／Ｖ转换电路４，直流供电电路２分别与多值直流高压稳压电源１、电流输入电路３、运算电路６相连，多值直流高压稳压电源１与电流输入电路３配接，电流输入电路３与Ｉ／Ｖ转换电路４相接，Ｉ／Ｖ转换电路４与衰减控制电路５相接，衰减控制电路５分别与运算电路６和输出显示电路７相连，运算电路６和输出显示电路７相接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡学军，
申请(专利权)人：胡学军，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]