便携式数字多用兆欧表制造技术

一种多用途的数字化兆欧表属测量仪表领域。该仪表主要技术关键在于如何以低的成本简单的结构实现高压下高阻值电阻的数字化测量。其主要技术特征是：由数显电路Ａ／Ｄ转换电路，高压逆变电路等组成。利用了Ａ／Ｄ转换器的倒数运算特性，用测电流的方法实现了高压下高阻值电阻测量的数字化。并增设了低电阻及交、直流电压测量挡。该仪表可用于电器绝缘电阻，防静电材料的性能及电阻电压测量。（*该技术在1999年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术主要用于测量高压下高阻值电阻，并兼有测量低压下低阻值电阻以及交流电压、直流电压。属电工测量仪表领域。目前国内生产的兆欧表基本上是手摇式兆欧表或交流供电机械表头式兆欧表。这类仪表由于存在测量误差大，功能单一，操作不便等问题，人们一直寻求改进的新方案。但由于这类仪表的数字化存在电路复杂、成本高，技术难度大等问题。市场上一直没有普及型的便携式数字兆欧表出售。有关文献也没有见到这方面的报道。从专利检索看，国内专利申请87200199为相关内容，该专利通过对电桥不平衡程度的测量。实现了高压下高阻值电阻的测量。但这种方案存在如下不足电路比较复杂，使用时需要对电桥调零，档位少，分辨率低，又因采用LED显示，功耗和体积都比较大，只能测量电阻参数，由于上述原因，该仪表推广普及还是不大理想。本技术的目的是为了解决普通兆欧表及现有数字兆欧表的不足。提供一种操作简单、体积小重量轻、测量精度高，测量多种参数，功耗小造价低的数字多用兆欧表。该仪表在满足一般使用精度的要求下尽量降低成本。本仪表在电路结构及原理设计上采用新颖方案。它主要由三部分组成一.外型结构；二.A／D采样及数字显示部分；三.高压发生器及稳压部分。附附图说明图1是数字多用兆欧表的外型图。图中1为机壳，2为电源开关。3为3＿1／2位LCD显示，4为高压指示灯，5为高压按钮开关，6为测量插孔，7为量程转换开关。附图2是数字多用兆欧表的电原理框图。图中3为LCD显示，6为测量插孔，7为量程转换开关，8为高压发生器，9为稳压电路，10为A／D转换器，11为保护电路。电阻测量时A／D采样电路的原理如图3、4所示。低阻段采用比率测量法，见图3，由A／D内部结构可知，显示读数N满足如下关系N＝VinC／VR，其中Vin为输入电压，VR为基准电压，C为常数。从图3可见，N＝RXC／RO，其中RX为被测电阻RO为取样电阻。这样其精度主要取决于RO和A／D转换器本身精度。故这种测量方法可获得较高测量精度，一般可以保证在1％范围内，高阻段采用测电流的方法，见图4，当RX＞＞RO时，有如下近似关系成立I＝E／RX，代入N＝VinC／VR，则可 得到N＝VinRXC／ERO。令常 数项VinC／ERO＝K，则有N＝KRX关系，因此只要K取得合适就可得到RX与N的一一对应关系。其误差主要取决于E.RO.Vin，一般RO和Vin可保证在1％以内，E可保证在2％以内，故总误差可保证在5％以内。高压发生器采用晶体管逆变电路，输出高压经整流滤波由稳压管稳压获得稳定直流高压。本技术与传统的兆欧表及现有技术相比，有如下几点改进(1)电阻测量范围宽(0.1Ω～2×1010Ω)；(2)采用逆变技术用3V直流电源产生DC500V稳定高压；(3)能测量交、直流电压；(4)采用31／2位LCD显示；(5)体积小、重量轻、操作简单；(6)设置高压按钮开关减少了功耗；(7)性能价格比高；(8)电路原理简单，调试方便。附图的图面说明如下图1是外形图；图2是原理框图；图3是低阻段A／D采样测量原理图；图4是高阻段A／D采样测量原理图；图5是实用电路原理图。附图5是数字多用兆欧表的最佳实用电路原理图。本仪表在结构上采用了ICL7106 3 1／2位A／D转换器，并采用了MC14070B异或门控制小数点的转换。整机的12个量程档位转换开关和线路板设计成一体。电源开关和高压按钮开关采用按钮式开关。插孔由输入端、公共端、接地端构成。在整个电阻测量范围内无需调零，只要选择合适的量程便可测量。在高压高阻段，除了正确选用量程，测量时还要按下高压按钮开关，即可读数。整个电路由一块9V积层电池和两节5号电池组成的工作电源供电。图5中低压低阻档的标准电阻分别为R10＝100Ω，R11＝1KΩ，R12＝10KΩ，R13＝100KΩ，R14＝1MΩ；高阻档的标准电阻分别为R15＝10KΩ，R16＝100KΩ，R17＝1MΩ，R18＝10MΩ；直流电压档的标准电阻分别为R22＝1KΩ，R23＝10KΩ；交流电压档的标准电阻R24＝1KΩ；T1、T2、C8、R30和B组成高压逆变电路，经D7、D8、D9、D10、C7、R29整流滤波并由D4、D5、D6稳压获得500V稳定高压。发光二极管D12为高压接通指示。R5、R6、R9、D1、D2组成A／D转换器的保护电路。开关K2除了接通逆变电路电源，还在K2复位时将C7上的电荷释放掉，避免了C7上所存的电荷对人造成电击的可能。W1用来作为高压电阻段的满度校准，W2用来作为直流电压档和交流电压档的满度校准。权利要求一种测量高压下高阻值电阻、低压下低阻值电阻及交流电压，直流电压的多用途数字式兆欧表，其特征是测量高压下高阻值电阻时测量高压经被测电阻，取样电阻构成回路，在取样电阻上取得被测信号作为A/D转换器的基准电压输入，A/D转换器的电压输入端接固定电压；利用A/D转换器的倒数运算特性，使显示的读数与被测电阻值一一对应。专利摘要一种多用途的数字化兆欧表属测量仪表领域。该仪表主要技术关键在于如何以低的成本简单的结构实现高压下高阻值电阻的数字化测量。其主要技术特征是由数显电路A/D转换电路，高压逆变电路等组成。利用了A/D转换器的倒数运算特性，用测电流的方法实现了高压下高阻值电阻测量的数字化。并增设了低电阻及交、直流电压测量挡。该仪表可用于电器绝缘电阻，防静电材料的性能及电阻电压测量。文档编号G01R31/12GK2064510SQ8921776公开日1990年10月24日 申请日期1989年10月7日 优先权日1989年10月7日专利技术者刘志强, 董国义 申请人:刘志强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量高压下高阻值电阻、低压下低阻值电阻及交流电压，直流电压的多用途数字式兆欧表，其特征是：测量高压下高阻值电阻时测量高压经被测电阻，取样电阻构成回路，在取样电阻上取得被测信号作为Ａ／Ｄ转换器的基准电压输入，Ａ／Ｄ转换器的电压输入端接固定电压；利用Ａ／Ｄ转换器的倒数运算特性，使显示的读数与被测电阻值一一对应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志强，董国义，
申请(专利权)人：刘志强，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]