[实用新型]开关恒流源接地电阻测试仪

说明书

本实用新型涉及一种家用电器及类似用途电器的开关电源恒流源接地电阻测试仪，属电工仪表测量技术领域。

据了解，目前国内外测试电器接地电阻的仪表的品种很多，国内外主要生产厂商所生产此类仪表，几乎全部采用线性恒流电路提供测试电流，其缺点是转换效率低，电路容易温度过高，可靠性低，而且大部分仪表的电阻测量采用先用除法电路，进行除法运算，再经A/D转换显示的方式，其缺点在于电路复杂。

本实用新型的目的在于克服上述缺点，提供一种可靠性高，电路结构简单的接地电阻测试仪。

本实用新型的目的是这样实现的：测试仪由仪表机箱、带输入输出端装置的仪表面板及后板、固定在机箱内的开关电源恒流源、电流采样电阻板、变送电路板和显示电路板组成。开关电源恒流源电流输出端子V1接机箱后板接线柱X1，开关电源恒流源的G1端接电流采样电阻R0，电流采样电阻R0另一端接机箱后板的接线端子X2。由机箱后板端子X1、X2采样而来的电压信号连接到变送电路的输入端X1、X2；电流采样电阻两端的端子X3，X4连接到变送电路的输入端X3、X4，经变送电路变换成数字信号后，送入显示电路。变送电路板和显示电路板及后板的各种接口由导线连接。当开始测试时，由开关电源恒流源提供的测试电流从开关电源恒流源V1端流经被测物及电流采样电阻(R0)，回到开关电源恒流源G1端。机箱后板上的端子X1，X2两端的电压值则等于被测电阻两端的电压值，这两端分别由导线接到变送板的X1，X2端，变送板的X1，X2端分别接电阻R2，R1，再接差分运放IC1(AD623)的输入端(2、3)，IC1的输出端6脚接电阻R3，再接到运放IC2(OP07)的输入端3脚，IC2的输出端6脚接可调电阻(RP1)。被测电阻两端的电压信号经差分运放(IC1)和运放(IC2)采样，最后经可调电阻(RP1)衰减，可调电阻K端接到A/D芯片(IC4)的电压输入端Vin+。电流采样电阻两端的电压值由导线接入变送板的X3、X4端，变送板X3接电阻R4，再接入运放IC3(OP07)的输入端3脚，变送板X4接电源地，电流采样电阻两端的电压信号经运放IC3变换后其输出端6接入A/D芯片(IC4)的基准电压输入端Vref+。通过A/D芯片变换后输出的数字信号，就是电压值和电流值的比值，即被测物的电阻值。此数字信号直接送到LED显示电路显示。

本实用新型具有以下的优点：

1、开关电源恒流源提供测试电流，转换效率高。

2、电阻计算采用A/D芯片实现除法功能，电路结构简单。

图1—本实用新型结构方框图

图2—本实用新型的机箱布置图(俯视图)

图3—恒流源电路

图4—变送显示电路

图1中1为开关电源恒流源；2为变送电路；3为显示电路。恒流源输出到变送电路，变送电路输出到显示电路。

图2中1、2为轴流风机；3为开关电源恒流源；4为开关电源恒流源外带的电阻板；5为电流采样电阻板；6为电源变压器；7为变送板；8为显示板，与机箱面板平行安装在机箱的面板上。机箱的后板装有电源插座、测试接线柱、保险丝。各线路板及各种接口由导线连接。

图3中本实用新型采用KD14型号的开关电源恒流源。恒流源Vj端为恒流源工作控制端，当Vj处电压为+12V电压时，恒流源工作，输出直流电流。本实用新型采用555(IC4)电路进行定时控制，当IC4(CC7555芯片)2脚为低电平时，定时开始，晶体管VT3，VT4导通，恒流源开始工作，定时时间到，晶体管VT3，VT4截止，恒流源停止工作。恒流源V2端为输出电流基准电压端，当V2处电压为+1V时，恒流源输出25A直流电流，本实用新型采用稳压管VD10和可调电阻RP2与电阻R15，R16串联后并联获得+1V电压供给开关电源恒流源V2端。当测试开始时，恒流源V1输出25A电流通过导线供给接在后板接线端子(X1、X2)的被测品，再流经电流采样电阻R0，回到恒流源G1端。被测接地电阻两端的电压通过后板接线端子(X1，X2)，由导线送入变送电路的输入端X1，X2。电流采样电阻两端的电压信号由导线送入变送电路IC3的输入端X3，X4。

图4中本实用新型采用ICL7135型号的A/D芯片(IC4)实现除法功能。

IC5(CD4069)为六反相器，与电阻R11，R12电容C10形成振荡电路，IC5的6、9、11、13脚输出时钟信号供给IC4(ICL7135)的CL脚，IC5的8、10、12输出端接电容C9，经过半波倍压电路(由电容C6～C8和二极管VD2～VD5组成)生成-5V电压供给IC4(ICL7135)V-脚。被测电阻两端的电压通过导线送入变送板的差分运放IC1(AD623)输入端(2，3脚)，经过运放IC2(OP07)和可调电阻RP1衰减送入IC4(ICL7135)的电压输入端Vin+和Vin-。电流采样电阻两端的电压值通过运放IC3(OP07)放大到+1V左右，送入IC4(ICL7135)的基准电压输入端Vref和Com。ICL7135的Vin-脚通过电阻R10和Com脚短接。对于IC4 A/D芯片，输出的数字信号等于输入电压值Vin除以基准电压值Vref。在本实用新型中，ICL7135的输出数字信号就等于被测接地电阻两端电压信号除以电流值，由此实现除法功能，得出实际被测品的接地电阻值，送入LED显示。