[实用新型]高精度数字高阻计

说明书

高精度数字高阻计是一种用于测量各种电器的绝缘结构、绝缘材料的绝缘电阻或其它高值电阻的计量仪器，又称兆欧计。

目前，电压电流法是数字化测定绝缘电阻的主要方法之一。其中，最常用的数字式高阻计以恒压式数字绝缘测试仪为最普遍，该仪器是由高精度高压发生器，倒数运算电路，A／D转换器、数字显示器，基准电压源等五部分组成，被测电阻R_X接在高精度高压发生器输出电压U的两端，根据欧姆定律并经换算后可得关系式：（参见“电测与仪表”杂志，1987年11期）

R_X＝UR／U_R……（1）

R_X为被测电阻，R_X》R，

U_R为取样电阻两端的电压，R为取样电阻。

这种数字式高阻计有三个缺点：

其一是高压测试电源U的变化，将直接影响测试精度，在R_X大范围变化（从0.1MΩ～2000MΩ）及供电电源变化等情况下，要保持U的高稳定，不但十分困难，而且电子线路复杂、成本高、耗电多、在便携式仪器中更难实现。

其二是取样电阻两端的电压U_R与被测电阻R_X成倒数关系，要经过倒数运算后才能送入作数字电压表使用的A／D转换器，这样，电子线路复杂、精度低。

其三，A／D转换器所用的基准电压源价格高，且因温度飘移等影响，使A／D转换器精度变差。

本实用新型是设计一种新颖的且结构简单的高精度数字高阻计，它不但可以大大提高高阻计的精度，而且可省去倒数运算电路及A／D转换器的外接基准电源电路，简化高压发生器，从而大大降低高阻计的成本，还可大幅度降低高阻计功耗，并实现高压切断后的读数锁存。

本实用新型的设计原理是根据一般双积分A／D转换器的通用公式：

D＝U_i×1000／U_EF……（2）

其中：D为A／D转换器输出的读数值，为十进制数，对3.1／2位A／D而言最大为1999

U_i为A／D转换器模拟输入电压，其输入端为IN_＋、IN_－

U_EF为A／D转换器的基准电压，其输入端为R_EF^＋，R_EF^－。

若在技术上采取以下措施：

先将取样电阻两端的电压U_R作为A／D转换器基准电压输入R_EF^＋、R_EF^－两端；（高压接R_EF^＋）。

同时，A／D转换器的外接基准电压U_EF′，采取由高压发生器经限流后输出的电压U再分压而得U_EF′，并将U_EF′的两端输入A／D转换器的模拟信号输入端IN_＋，IN_－，（高端接IN_＋）并将IN_－，R_EF^－与U的低端相连接，称为COM。

若设分压系数为K，则，A／D转换器的模拟输入电压：

U_EF′＝U_i＝KU

又由（1）式可得：U_EF＝U_R＝U·R／R_X

代入（2）式则得：D＝R_X·KU×1000／U·R＝1000k·R_X／R……（3）

其中K为分压系数为一常数，若取K＝10^－6，R＝1000Ω R_X的单位为MΩ（10⁶Ω）

则：D＝R_X（MΩ）……（4）

由于技术上采取的措施得到了（4）式。从（4）式中可以看出：

1、数字显示器D读数与被测电阻成正比关系，这就省去了倒数变换运算电路。

2、高压测试电源U，已从公式中消    去，这时，高压U的精度变化与本高阻计的精度无关。

3、影响A／D转换器精度的外接基准电压源已被省去。