[实用新型]微机型高压绝缘电阻测定仪

说明书

本实用新型涉及一种测量仪表，特别是一种用于电气设备的高压绝缘电阻测定仪。

现有用于高压绝缘电阻的测量仪，大致有指针式和数字式两种基本类型，较典型的有中国专利CN2116223V数字式自动量程绝缘电阻表，由于这类仪表均为非智能型测量仪，不能实现自动较正和数据处理，因而不能保持长期的测量精度，难以维持长期的稳定性和精确性。另一方面，上述仪器也不能对高压电源进行自动投切，工作电源的功率消耗较大，影响仪器的使用维护。

本实用新型的目的是要提供一种长期稳定性好，测量精度高而且工作电源功耗小的微机型高压绝缘电阻测定仪。

为了达到上述目的，本方案在仪器的测量电路中配设了用于对测量信号进行自动校正和数据处理的微型计算机，并可对高压电源进行自动投切。本方案的测量电路主要包括逆变电源、采样电路、光耦合器组和微机系统。逆变电源用以将直流低电压升为直流高电压，作为仪器的高压测量源；采样电路包括电压采样和电流采样两部分，前者可采集高压测量电源的幅值，后者用以采集流过被测电阻的电流幅值，两采样回路分别通过V／F变换器输出至微机的计数口，由微机处理后得出被测电阻值；微机的输出控制端通过光耦合器组分别与采样电路作电隔离和信号连络，其高压电源控制端和显示输出端分别与逆变电源的高压投切开关和显示器连接。本方案是通过以下方式实现对测量信号的自动校正功能：首先，通过微机的输出口令电压和电流采样回路输入同一个校正信号，并将两采样回路的V／F变换器的输出值的比值内存，然后令两采样回路路时的电流，电流取样电阻RI的端电压正比于流过被测电阻RX的电流IX，因此，只要测得RV1与RV2的端电压就可测定VH与IX的值进而可测定被测电阻RX的值。为了提高测量精度，采样电路位于仪器的高压侧，微机系统则位于仪器的低压侧，两者经光耦合器组作电隔离和信号连络，采样电路中的电压跟随器用于提高电压信号输入电路的输入阻抗；V／F变换器将输入直流电压转换成相应的频率信号经光耦合器组耦合到微机的计数口T0和T1。微机的输出控制端P1和～P2－P5分别经光耦合器组与采样电路的电压输入选择开关DK1，DK2，和电流输入选择开关DK3，DK4及放大器控制开关DK5，DK6连接，微机的高压电源控制端P0与逆变电源的高压投切开关10连接，其显示输出端PX与显示器8连接。在本实施中，高压投切开关10由反向器、复合三极管及限流电组构成，高压发生器11由电子逆变升压器17、倍压整流电路18构成；隔离电源12由电子逆变器19，整流回路20、正稳压电路21和负稳压电路22组成。采样电路的工作电源UD与Us由隔离电源提供，隔离电源的输出端与高压发生器的高电位输出C端等电位，C点又是采样电路的电气公共点，其对微机的电气公共端的电位差为UH。电流采样回路放大器的放大倍数由电阻R3与R4的比值决定，R5为放大器提供输入偏量电流，跟随器23构成信号缓冲电路起阻抗变换作用，DK1－DK6为电子模拟开关，受微机输出控制端P1－P5操纵，本实施例的高压发生器和隔离电源为晶体管逆变电源，正稳压和负稳压电路均采用三端稳压集成块输出，工作电源选用干电池组，显示器为液晶数码显示器；V／F变换器选用LM331型，微机为87C51型单片机。

本实用新型的工作原理是：当仪器开始使用时，微机首先置P2口为高电平，其余输出口均为低电平，此时，高压发生器关闭，光耦合器组输出端口K4为高电平，K4同时制DK2和DK4并使其同时导通，跟随切到工作位置并再次测得它们的V／F变换器的输出值的比值；只要把前后两次测得比值相除即可修正因采样电路的特性不稳定而引起的误差，最后得出被测电阻阻值。本实用新型的特征是没有与逆变电源、采样电路和显示器配合的可进行自动校正和数据处理的微型计算机，该微机的计数经光耦合器组分别与采样电路V／F变换器的输出端作电隔离和信号连络，其显示输端与逆变电源的投切开关连接，其输出控制端分别经光耦合器组与采样电路的电压输入选择开关和电流输入选择开关及放大器控制开关作电隔离和信号连络。

本实用新型的优点是由于实现了对测量信号的自动校正和数据处理功能，不但能使仪器保持长期稳定精确地工作，有效地提高了仪器的测量精度，而且也实现了智能化测量，本测量仪器还可对高压电源进行自动投切，大大节省了工作电源的消耗，具有较好的实用价值。

以下，将结合实施例和附图对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型的外形结构示意图。

图2、图3为电路框图。

图4为采样电路原理图。

参照图1－－图4：本实用新型包括壳体1、电源开关2、启动按钮3和位于壳面的测量端L、N，L为高压测量端，N为接地端。本方案的测量电路包括逆变电源4、采样电路5、光耦合器组6、微机系统7、显示器8和工作电源9、逆变电源由高压投切开关10、高压发生器11和隔离电源12组成；采样电路由电压采样电阻RV1、降压电阻RV2、电压跟随器13、V／F变换器14组成的电压采样回路和由电流采样电阻RI、限流电阻RN、放大器15和V／F变换器16组成的电流采样回路。在上述电路中高压发生器可输出一直流电压VH；RV1和RV2构成一精密分压器；限流电阻RN用于限止高压测量端L与接地端N短器13和23输入的为由电阻R1、R2组成的分压器产生的校正信号，此时微机测得电压采样回路和电流采样回路两个由V／F变换器输出的频率信号的比值，并将其内存。此后微机令高压电源控制端P0为高电平，以开启高压发生器，同时令P2为低电平，P1、P3为高电平，相应地光耦合器组输出K4为低电平，K1、K3为高电平，K5为低电平，电子开关DK1和DK3导通，其余均断开，此时，跟随器13输入的为与高压UH成正比的电压信号，23输入的为与IX成正比的测量信号，微机先对V／F变换器16输出的频率信号采样，若此值大于设定值，微机即对变换器14的输出信号采样，然后得出两信号的比值亦即被测电阻的阻值，若变换器16输出的信号小于设定值，微机即令P3口为低电平，P4、P5口为高电平，相应的光耦合器组输出端K3为低电平，K5、K6为高电平，电子开关DK3断开，DK5、DK6导通，跟随器23输入的为经运放放大了若干倍的输出信号，此时被测电阻值也相应地增大若干倍。微机每隔一定时间对两信号取一次样并进行运算及显示。当连续几次采样运算结果的阻值不变时，微机即置P0口为低电平以关闭高压发生器并发出测量结束信号，显示器显示最后一次测量值直到关机，这时，一次测量完毕。上述高压发生器的投入与断开是这样实现的，当微机的P0口为高电平时反向器输出为低电平，复合三极管BG导通，高压发生器输入电源接通，高压发生器投入工作，当P0口为低电平时则关闭，R6为BG的基极限流电阻。