CN114325098A - 多功能绝缘电阻测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了多功能绝缘电阻测试仪，包括AD转换模块与CPU主控控制模块，所述AD转换模块与CPU主控控制模块双向连接，所述AD转换模块连接有自动校正模块、基准信号模块、电流采集模块、电压采集模块、电池管理模块，且基准信号模块连接自动校正模块，所述电池管理模块连接有电源模块，所述电流采集模块连接有输入保护单元，所述输入保护单元接地，所述电压采集模块连接高压端子。本发明所述的多功能绝缘电阻测试仪，保护后续电路避免受到各种电势的侵入损害，利用高压对地短路放电，可以采集的电流最小可达到纳安级别,换算成电阻值可测量到10TΩ以上，方便进行控制，可以保存测试数据，带来更好的使用前景。

Description

多功能绝缘电阻测试仪

技术领域

本发明涉及电阻测试仪领域，特别涉及多功能绝缘电阻测试仪。

背景技术

电阻测试仪是一种进行物体导电性测量的支撑设备，如今，用电安全性能越来越引起人们的重视，在用电方面，物体使用的时候需要对其导电性能进行测试，被广泛的应用于电气安全检查与接地工程竣工验等场合，随着科技的不断发展，人们对于电阻测试仪的制造工艺要求也越来越高。

现有的电阻测试仪在使用时存在一定的弊端，首先，在进行使用的时候测量较为麻烦，不能很好的对设备的各个单元的状况进行检测与修正，不利于人们的使用，还有，在进行使用的时候，不能很好的进行人机交互控制，给人们的使用过程带来了一定的不利影响。

发明内容

为实现上述目的，本发明提出了多功能绝缘电阻测试仪，利用高压对地短路放电，可以采集的电流最小可达到纳安级别,换算成电阻值可测量到10TΩ以上，稳定度非常高，方便进行控制。

具体的，本申请实施例提出的多功能绝缘电阻测试仪，包括AD转换模块与CPU主控控制模块，所述AD转换模块与CPU主控控制模块双向连接，所述AD转换模块连接有自动校正模块、基准信号模块、电流采集模块、电压采集模块、电池管理模块，且基准信号模块连接自动校正模块，所述电池管理模块连接有电源模块，所述电流采集模块连接有输入保护单元，所述输入保护单元接地，所述电压采集模块连接高压端子；

还包括放电开关，所述放电开关与电池管理模块和输入保护单元连接，所述放电开关接地。

优选的，所述CPU主控控制模块连接有键盘输入模块、显示单元、存储模块、串口无线传输模块、温湿度传感器模块、系统时钟模块、高压驱动功率模块、恒压恒流反馈电路模块与DA模块，且基准信号模块连接DA模块与恒压恒流反馈电路模块，所述DA模块连接恒压恒流反馈电路模块，所述恒压恒流反馈电路模块连接高压驱动功率模块。

优选的，所述高压驱动功率模块连接有高压倍压单元模块，所述高压倍压单元模块连接有电流取样模块，所述电流取样模块连接恒压恒流反馈电路模块，所述高压倍压单元模块接高压输出，所述电流取样模块接地。

优选的，所述输入保护单元与电流采集模块之间有电流信号输入，所述输入保护单元的输出端通过电流信号输入与电流采集模块的输入端电性连接，所述自动校正模块的输出端与电流采集模块、AD转换模块的输入端电性连接，所述AD转换模块的输入端与电流采集模块、自动校正模块、基准信号模块、电压采集模块、电池管理模块的输出端电性连接，所述自动校正模块的输入端与基准信号模块的输出端电性连接。

优选的，所述CPU主控控制模块的输出端与电池管理模块、高压驱动功率模块、恒压恒流反馈电路模块的输入端电性连接，所述CPU主控控制模块的输入端与键盘输入模块的输出端电性连接，所述CPU主控控制模块与显示单元、DA模块、存储模块、串口无线传输模块、温湿度传感器模块、系统时钟模块之间双向电性连接。

优选的，所述恒压恒流反馈电路模块的输出端与高压驱动功率模块的输入端电性连接，所述高压驱动功率模块的输出端与高压倍压单元模块的输入端电性连接，所述高压倍压单元模块的输出端与电流取样模块的输入端电性连接，所述电流取样模块的输出端与恒压恒流反馈电路模块的输入端电性连接。

有益效果：

与现有技术相比，本发明提供了多功能绝缘电阻测试仪，具备以下有益效果：该多功能绝缘电阻测试仪，保护后续电路避免受到各种电势的侵入损害，利用高压对地短路放电，可以采集的电流最小可达到纳安级别,换算成电阻值可测量到10TΩ以上，稳定度非常高，方便进行控制，可以保存测试数据，输入保护单元是保护后续电路避免受到各种电势的侵入损害。

附图说明

图1为本发明多功能绝缘电阻测试仪的整体结构示意图；

图中：1、输入保护单元；2、电流采集模块；3、电压采集模块；4、基准信号模块；5、自动校正模块；6、AD转换模块；7、电池管理模块；8、电源模块；9、CPU主控控制模块；10、DA模块；11、恒压恒流反馈电路模块；12、高压驱动功率模块；13、高压倍压单元模块；14、电流取样模块；15、存储模块；16、温湿度传感器模块；17、系统时钟模块；18、串口无线传输模块；19、键盘输入模块；20、显示单元。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了多功能绝缘电阻测试仪，保护后续电路避免受到各种电势的侵入损害，利用高压对地短路放电，可以采集的电流最小可达到纳安级别,换算成电阻值可测量到10TΩ以上，稳定度非常高，方便进行控制，可以保存测试数据，可以有效解决背景技术中的问题。

如图1所示，多功能绝缘电阻测试仪，包括AD转换模块6与CPU主控控制模块9，其特征在于：AD转换模块6与CPU主控控制模块9双向连接，AD转换模块6连接有自动校正模块5、基准信号模块4、电流采集模块2、电压采集模块3、电池管理模块7，且基准信号模块4连接自动校正模块5，电池管理模块7连接有电源模块8，电流采集模块2连接有输入保护单元1，输入保护单元1接地，电压采集模块3连接高压端子；

还包括放电开关，所述放电开关与电池管理模块和输入保护单元连接，所述放电开关接地。仪器在测量时，接线柱两端有直流高压输出，应注意安全，防止触电。

为确保人身及设备的安全，仪器接地及测试完毕后放电问题，在此反复提醒用户注意。仪器内虽有高压泄放回路，为了保证安全，仪器退出工作状态后，在拆除接线前，仍必须人工放电，确保被测试品放电完毕安全后，方可实施拆线操作。测试接线前，请确认仪器未进入工作状态，被试测品应脱离供电，并经人工放电，证明安全后，方可实施接线操作。

利用高压对地短路放电，电流采集模块主要由高精度运算放大器TLC2652CN以及CA3140E等构成的运算放电网络，放大倍数可以从1-100000倍，可以采集的电流最小可达到纳安级别,换算成电阻值可测量到10TΩ以上，电压采集模块是测量高压输出，以及线路上的电压，直流0-5000V,交流0-1500V，基准信号模块是整个电路的标准信号源，稳定度非常高，给各电路模块提供标准信号参考。

自动校正模块是电路的核心功能，是电路检测部分的智能校准模块，该模块在内部基准信号源的基础上，通过A/D转换，CPU用标准信号与各被测信号进行比较，通过温湿度传感器得到环境温湿度，进行修正，可以达到自校准目的，系统通过时钟可进行周期自动校准，也可单独进行校准，AD转换模块是多路信号输入，单路输出，通过CPU控制选择所需信号，进行滤波，送入A/D转换器，CPU对信号进行处理，电池管理模块包含电池的充放电管理，以及待机自动关机，电源模块是对电池电压进行隔离变换，得到系统个模块的工作电源，CPU主控控制模块是对各种信号进行处理，以及人机交互的控制中心，DA模块是控制输出电压，输出电流的大小，恒压恒流反馈电路模块是通过内部基准信号，以及给定的电压和电流信号，与反馈回来的电压电流信号进行比较，控制高压驱动功率模块。

通过倍压整流电路，得到相应的电压，根据被测试品电流大小控制输出电流，高压驱动功率模块由MOS管和变压器组成，把低压转换成高频的高压电，高压倍压单元模块把变压器输出的电压进行4倍压整流，得到更高的电压，电流取样模块是负载电流取样，为低压取样，存储模块保存测试数据，以及设备各单元的运行状况，和修正参数，温湿度传感器模块给CPU提供环境温度，判断当前温湿度对采集电路的影响，是否需要进行修正操作，系统时钟模块可以给CPU提供准确的时间，CPU通过计时周期，判断是否需要对电路进行周期校准，串口无线传输模块提供外部通讯接口有RS-232、RS485以及无线通讯方式，可远程控制仪器运行，键盘输入模块部分可控制仪器动作，显示单元可显示仪器运行的各种参数，整个电阻测试仪结构简单，操作方便，使用的效果相对于传统方式更好。

进一步的，CPU主控控制模块9连接有键盘输入模块19、显示单元20、存储模块15、串口无线传输模块18、温湿度传感器模块16、系统时钟模块17、高压驱动功率模块12、恒压恒流反馈电路模块11与DA模块10，且基准信号模块4连接DA模块10与恒压恒流反馈电路模块11，DA模块10连接恒压恒流反馈电路模块11，恒压恒流反馈电路模块11连接高压驱动功率模块12。

进一步的，高压驱动功率模块12连接有高压倍压单元模块13，高压倍压单元模块13连接有电流取样模块14，电流取样模块14连接恒压恒流反馈电路模块11，高压倍压单元模块13接高压输出，电流取样模块14接地。

进一步的，输入保护单元1与电流采集模块2之间有电流信号输入，输入保护单元1的输出端通过电流信号输入与电流采集模块2的输入端电性连接，自动校正模块5的输出端与电流采集模块2、AD转换模块6的输入端电性连接，AD转换模块6的输入端与电流采集模块2、自动校正模块5、基准信号模块4、电压采集模块3、电池管理模块7的输出端电性连接，自动校正模块5的输入端与基准信号模块4的输出端电性连接，AD转换模块6是多路信号输入，单路输出，通过CPU控制选择所需信号，进行滤波，送入A/D转换器，CPU对信号进行处理。

进一步的，CPU主控控制模块9的输出端与电池管理模块7、高压驱动功率模块12、恒压恒流反馈电路模块11的输入端电性连接，CPU主控控制模块9的输入端与键盘输入模块19的输出端电性连接，CPU主控控制模块9与显示单元20、DA模块10、存储模块15、串口无线传输模块18、温湿度传感器模块16、系统时钟模块17之间双向电性连接，CPU主控控制模块9是对各种信号进行处理，以及人机交互的控制中心。

进一步的，恒压恒流反馈电路模块11的输出端与高压驱动功率模块12的输入端电性连接，高压驱动功率模块12的输出端与高压倍压单元模块13的输入端电性连接，高压倍压单元模块13的输出端与电流取样模块14的输入端电性连接，电流取样模块14的输出端与恒压恒流反馈电路模块11的输入端电性连接，恒压恒流反馈电路模块11是通过内部基准信号，以及给定的电压和电流信号，与反馈回来的电压电流信号进行比较，控制高压驱动功率模块，通过倍压整流电路，得到相应的电压，根据被测试品电流大小控制输出电流。

工作原理：本发明包括输入保护单元1、电流采集模块2、电压采集模块3、基准信号模块4、自动校正模块5、AD转换模块6、电池管理模块7、电源模块8、CPU主控控制模块9、DA模块10、恒压恒流反馈电路模块11、高压驱动功率模块12、高压倍压单元模块13、电流取样模块14、存储模块15、温湿度传感器模块16、系统时钟模块17、串口无线传输模块18、键盘输入模块19、显示单元20，在进行使用的时候，输入保护单元1是保护后续电路避免受到各种电势的侵入损害，利用高压对地短路放电等，电流采集模块2主要由高精度运算放大器TLC2652CN以及CA3140E等构成的运算放电网络，放大倍数可以从1-100000倍，可以采集的电流最小可达到纳安级别，换算成电阻值可测量到10TΩ以上，电压采集模块3是测量高压输出，以及线路上的电压，直流0-5000V，交流0-1500V，基准信号模块4是整个电路的标准信号源，稳定度非常高，给各电路模块提供标准信号参考，自动校正模块5是电路的核心功能，是电路检测部分的智能校准模块，该模块在内部基准信号源的基础上，通过A/D转换，CPU用标准信号与各被测信号进行比较，通过温湿度传感器得到环境温湿度，进行修正，可以达到自校准目的，系统通过时钟可进行周期自动校准，也可单独进行校准，AD转换模块6是多路信号输入，单路输出，通过CPU控制选择所需信号，进行滤波，送入A/D转换器，CPU对信号进行处理，电池管理模块7包含电池的充放电管理，以及待机自动关机，电源模块8是对电池电压进行隔离变换，得到系统个模块的工作电源，CPU主控控制模块9是对各种信号进行处理，以及人机交互的控制中心，DA模块10是控制输出电压，输出电流的大小，恒压恒流反馈电路模块11是通过内部基准信号，以及给定的电压和电流信号，与反馈回来的电压电流信号进行比较，控制高压驱动功率模块12，通过倍压整流电路，得到相应的电压，根据被测试品电流大小控制输出电流，高压驱动功率模块12由MOS管和变压器组成，把低压转换成高频的高压电，高压倍压单元模块13把变压器输出的电压进行4倍压整流，得到更高的电压，电流取样模块14是负载电流取样，为低压取样，存储模块15保存测试数据，以及设备各单元的运行状况，和修正参数，温湿度传感器模块16给CPU提供环境温度，判断当前温湿度对采集电路的影响，是否需要进行修正操作，系统时钟模块17可以给CPU提供准确的时间，CPU通过计时周期，判断是否需要对电路进行周期校准，串口无线传输模块18提供外部通讯接口有RS-232、RS485以及无线通讯方式，可远程控制仪器运行，键盘输入模块19部分可控制仪器动作，显示单元20可显示仪器运行的各种参数。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二(一号、二号)等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.多功能绝缘电阻测试仪，包括AD转换模块与CPU主控控制模块，其特征在于：

所述AD转换模块与CPU主控控制模块双向连接，所述AD转换模块连接有自动校正模块、基准信号模块、电流采集模块、电压采集模块、电池管理模块，且基准信号模块连接自动校正模块，所述电池管理模块连接有电源模块，所述电流采集模块连接有输入保护单元，所述输入保护单元接地，所述电压采集模块连接高压端子；

还包括放电开关，所述放电开关与电池管理模块和输入保护单元连接，所述放电开关接地。

2.根据权利要求1所述的多功能绝缘电阻测试仪，其特征在于：所述CPU主控控制模块连接有键盘输入模块、显示单元、存储模块、串口无线传输模块、温湿度传感器模块、系统时钟模块、高压驱动功率模块、恒压恒流反馈电路模块与DA模块，且基准信号模块连接DA模块与恒压恒流反馈电路模块，所述DA模块连接恒压恒流反馈电路模块，所述恒压恒流反馈电路模块连接高压驱动功率模块。

3.根据权利要求1所述的多功能绝缘电阻测试仪，其特征在于：所述高压驱动功率模块连接有高压倍压单元模块，所述高压倍压单元模块连接有电流取样模块，所述电流取样模块连接恒压恒流反馈电路模块，所述高压倍压单元模块接高压输出，所述电流取样模块接地。

4.根据权利要求1所述的多功能绝缘电阻测试仪，其特征在于：所述输入保护单元与电流采集模块之间有电流信号输入，所述输入保护单元的输出端通过电流信号输入与电流采集模块的输入端电性连接，所述自动校正模块的输出端与电流采集模块、AD转换模块的输入端电性连接，所述AD转换模块的输入端与电流采集模块、自动校正模块、基准信号模块、电压采集模块、电池管理模块的输出端电性连接，所述自动校正模块的输入端与基准信号模块的输出端电性连接。

5.根据权利要求2所述的多功能绝缘电阻测试仪，其特征在于：所述CPU主控控制模块的输出端与电池管理模块、高压驱动功率模块、恒压恒流反馈电路模块的输入端电性连接，所述CPU主控控制模块的输入端与键盘输入模块的输出端电性连接，所述CPU主控控制模块与显示单元、DA模块、存储模块、串口无线传输模块、温湿度传感器模块、系统时钟模块之间双向电性连接。

6.根据权利要求3所述的多功能绝缘电阻测试仪，其特征在于：所述恒压恒流反馈电路模块的输出端与高压驱动功率模块的输入端电性连接，所述高压驱动功率模块的输出端与高压倍压单元模块的输入端电性连接，所述高压倍压单元模块的输出端与电流取样模块的输入端电性连接，所述电流取样模块的输出端与恒压恒流反馈电路模块的输入端电性连接。

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