CN201503465U

CN201503465U - 剩余电压测试仪

Info

Publication number: CN201503465U
Application number: CN2009202360561U
Authority: CN
Inventors: 李雨明; 周坚
Original assignee: JIANGSU YIXING SCIENTIFIC INSTRUMENTS FACTORY
Current assignee: JIANGSU YIXING SCIENTIFIC INSTRUMENTS FACTORY
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2009-09-17
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2019-09-17

Abstract

本实用新型提供了一种剩余电压测试仪，旨在完成电源插头各插脚间的全部剩余电压测试，一次即可完成剩余电压的测试，且保证每一次测试的重复性。该剩余电压测试仪包括峰值断电电路、高阻测试电路及时间电路；峰值断电电路中峰值采样电路用以对电源的峰值信号进行采样，供给峰值调节电路调节峰值信号，使其在正弦波波顶时，发出断电信号供峰值开关电路执行；使相线、零线及地线同时断电；高阻测试电路中；测试输入端串联高阻值采样电阻，由采样信号放大器放大后，接入测试控制电路；时间电路通过控制测试开关的通断时间，将剩余电压测试信号送入存储器并且显示测试结果。该测试仪可用于医疗器械及家用电器的剩余电压测试。

Description

剩余电压测试仪

技术领域

本实用新型涉及一种测试仪，尤其是一种剩余电压测试仪，属于测试仪器技术领域。

背景技术

剩余电压是电气设备断电后，电源插头各极间、各极对设备外壳间和用电设备内部易触碰的储能器件上，在一段时间内保持的残余电压。

国标GB4706.1-2005《家用和类似用途电器的安全第一部分：安全要求》规定：“器具以额定电压供电，然后将其任何一个开关置于“断开”位置，器具在电压峰值时从电源断开。在断开电源后的1s时，用一个不会对测量值产生明显影响的仪器，测量插头各插脚间的电压。”

剩余电压测试要求：

(1)很高的测试内阻。用内阻抗不影响测量值的仪表来测；

(2)精确的测试时间。拔断插头之后1s时这一点的时间；

(3)瞬时采集测试数据能力。测试采集1s时这一点的电压；

(4)峰值断电测试功能。GB9706.1--2007规定：“在断开电源后1秒时，……测量……。试验必须进行10次。”这是为了测试到最高剩余电压，规定测试10次，选择其测试最大值。

目前市场上测试医疗器械的剩余电压测试仪存在着以下问题：1.测试阻抗低；2.不具备峰值断电测试功能。

1.测试阻抗低

目前市场上的剩余电压测试仪测试阻抗为100～200MΩ，在额定电压小于或等于250V时，如测试线对地电容量等于3000pF，进行剩余电压测试，则达不到测试要求。

根据公式计算，100MΩ测试阻抗的放电时间为：

τ＝R×C＝100MΩ×3000pF＝0.3s，

电容放电时间过短，则1s时无法测试出并显示剩余电压值。

2.不具备峰值断电测试

电储能器件的能量存储多少决定于器件的容量和外部电源的电压，在电源干扰电容容量一定的情况下，电源电压高低决定了剩余电压的高低。在电源额定电压220伏时测试，其峰值电压为311伏，储能的能量和电压为最高。因此，测试电器设备的剩余电压应在电源电压为峰值时断电测试。这样的测试会出现：(1)10次测试未必采集到最大值剩余电压，(2)不能保证每一次测试的重复性。因此，只有在电源电压为峰值时断电，剩余电压的测试才能保证采集到最大值和测试数据的一致性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：

1)完成电源插头各插脚间的全部剩余电压测试；

2)一次即可完成剩余电压的测试；并且，保证了每一次测试的重复性。

为了达到以上目的，本实用新型的技术方案为：提供一种剩余电压测试仪，包括峰值断电电路、高阻测试电路及时间电路；峰值断电电路包括峰值采样电路、峰值调节电路及峰值开关电路，高阻测试电路包括高阻采样电路及测试控制电路；其中，峰值采样电路用以对电源的峰值信号进行采样，供给峰值调节电路；峰值调节电路调节峰值信号使其在正弦波波顶时，发出断电信号供峰值开关电路执行；峰值开关电路接受峰值调节电路发出的断电信号，使相线、零线及地线同时断电；高阻采样电路：测试输入端串联高阻值采样电阻，由采样信号放大器放大后，接入测试控制电路；测试控制电路控制取得的测试信号的传输；时间电路通过控制测试开关的通断时间，将剩余电压测试信号送入存储器并且显示测试结果。

作为本实用新型的一种优选方式，所述峰值采样电路采集电网电源频率信号，接入比较器比较，取得峰值信号后，提供与门电路，与门电路的输出端接至峰值调节电路。

作为本实用新型的另一种优选方式，所述峰值调节电路包括依次串联的信号稳定电路、峰值电位器及信号反相器，调节峰值电位器延时，在峰值时发出断电信号，信号反相器的将断电信号接往峰值开关电路。

作为本实用新型的又一种优选方式，所述峰值开关电路包括断电信号控制器、控制信号放大器、测试电源输出继电器，测试电源输出继电器由相线断电继电器、零线断电继电器、地线通断继电器组成，信号反相器送来的断电信号分别控制断电信号控制器，并通过各自的控制信号放大器放大后，控制相线断电继电器、零线断电继电器、地线通断继电器在电源电压峰值时同时断电。

作为本实用新型的再一种优选方式，采样电阻的阻值为1000MΩ，接入采样信号放大器的同相输入端。

作为本实用新型的进一步优选方式，所述测试控制电路由相互串联的第一测试开关、第二测试开关和阻抗变换电路组成，第一测试开关的两端分别连接采样信号放大器的输出端及阻抗变换电路的同相输入端，第二测试开关与测试输出口相连接并接地。

作为本实用新型的另一种进一步优选方式，所述时间电路包括时间控制器、双稳态电路、变换电路、微分电路及调节电位器，由秒信号发生器送来的秒信号接入时间控制器，再分别接入双稳态电路，一组双稳态电路与变换电路相串联，变换电路的控制信号经放大三极管控制第二测试开关的吸合；另一组双稳态电路经调节电位器与微分电路串联，微分电路的信号经放大三极管控制第一测试开关的短时吸合采集剩余电压值，调节电位器使峰值断电时间与剩余电压测试时间准确间隔1秒。

该剩余电压测试仪具有如下优点：

1、将剩余电压测试阻抗提高，例如提高到1000MΩ，在额定电压小于或等于250V时，满足测试线对地电容量大于3000pF的剩余电压的测试。阻抗增加为1000MΩ时，电容放电时间为：τ＝R×C＝1000MΩ×3000pF＝3s；在额定电压220V峰值电压311V时断电，经过1秒时，用电容放电公式计算，剩余电压为：

Us＝Um.e^-t/τ＝311×2.718^-1/3＝222.8V；

原来无法测试的线对地剩余电压，现能进行测试，测试值高达222V；

2、增加了峰值断电测试功能，真实反映出剩余电压的实际测试值，并且测试值可以再现。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的剩余电压测试仪的方框图。

图2为本实用新型的剩余电压测试仪的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的剩余电压测试仪包括峰值断电电路1、高阻测试电路2及时间电路3；峰值断电电路1包括峰值采样电路11、峰值调节电路12及峰值开关电路13，高阻测试电路2包括高阻采样电路21及测试控制电路22。其中，峰值采样电路11用以对电源的峰值信号进行采样，供给峰值调节电路12；峰值调节电路12调节峰值信号使其在正弦波波顶时，发出断电信号供峰值开关电路13执行；峰值开关电路13接受峰值调节电路发出的断电信号，使相线、零线及地线同时断电；高阻采样电路21的测试输入端串联阻值为1000MΩ的采样电阻，由采样信号放大器A2放大后，接入测试控制电路22；测试控制电路22控制取得的测试信号的传输；时间电路3通过控制测试开关的通断时间，将剩余电压测试信号送入存储器4及显示器5显示测试结果。

如图2所示，峰值采样电路11采集电网电源频率信号，通过比较器A1比较，取得峰值信号后经过与测试时间同步信号提供与门电路F1供给峰值调节电路12；

峰值调节电路12包括依次串联的信号稳定电路、峰值电位器W1及信号反相器F4，信号稳定电路由F2、F3组成，与门电路F1传递的信号经信号稳定电路稳定后，调节峰值电位器W1延时，使之达到并控制断电继电器在正弦波波顶断电，信号反相器F4的将断电信号接往峰值开关电路13。

峰值开关电路13包括断电信号控制器、控制信号放大器、测试电源输出继电器，测试电源输出继电器由相线断电继电器L-J、零线断电继电器N-J、地线通断继电器E-J组成。峰值开关电路13接受由信号反相器F4送来的断电信号，分别控制断电信号控制器F5、F6、F7，并各自通过控制信号放大器D1、D2、D3推动测试电源输出继电器断电：相线断电继电器L-J，零线断电继电器N-J，地线通断继电器E-J在电源电压峰值时同时断电。

测试输入端串联阻值为1000MΩ的采样电阻，高阻值采样电阻和采样信号放大器A2组成高阻采样电路21。输入的信号先经高阻值采样电阻，再由采样信号放大器A2放大后，接入测试控制电路22。

测试控制电路22包括用于测试信号通断控制的第一测试开关K1、第二测试开关K2及阻抗变换电路A3，第一测试开关K1与第二测试开关K2相互串联，第一测试开关K1的两端分别连接A2的输出端及A3的同相输入端，第二测试开关K2与测试输出口相连接。

时间电路包括时间控制器A4、双稳态电路、变换电路、微分电路及调节电位器W2。由秒信号发生器送来的秒信号进入时间控制器A4，在前5秒的时间由F10、F11组成的双稳态电路翻转，信号经过变换电路F8、F9控制信号放大三极管D4带动测试开关K2吸合，测试电源输出继电器吸合供电，无测试信号输出。在第6秒信号来到后，由F10、F11组成的双稳态电路再次翻转，测试开关K2释放，翻转信号同时送到与门电路F1；而F12、F13组成的双稳态电路翻转，由F14、F15、F16和电容器C、电阻R组成的微分电路控制D5带动第一测试开关K1瞬时吸合，取得剩余电压测试信号送到存储器4存储，并由显示器5显示测试结果。调节电位器W2可以使峰值断电时间与剩余电压测试时间准确间隔1秒。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims

1.一种剩余电压测试仪，其特征在于，该测试仪包括峰值断电电路、高阻测试电路及时间电路；峰值断电电路包括峰值采样电路、峰值调节电路及峰值开关电路，高阻测试电路包括高阻采样电路及测试控制电路；其中，

峰值采样电路，用以对电源的峰值信号进行采样，供给峰值调节电路；

峰值调节电路，调节峰值信号使其在正弦波波顶时，发出断电信号供峰值开关电路执行；

峰值开关电路，接受峰值调节电路发出的断电信号，使相线、零线及地线同时断电；

高阻采样电路，测试输入端串联高阻值采样电阻，由采样信号放大器放大后，接入测试控制电路；

测试控制电路，控制取得的测试信号的传输；

时间电路，通过控制测试开关的通断时间，将剩余电压测试信号送入存储器并且显示测试结果。

2.根据权利要求1所述的剩余电压测试仪，其特征在于，所述峰值采样电路采集电网电源频率信号，接入比较器比较，取得峰值信号后，提供与门电路，与门电路的输出端接至峰值调节电路。

3.根据权利要求1或2所述的剩余电压测试仪，其特征在于，所述峰值调节电路包括依次串联的信号稳定电路、峰值电位器及信号反相器，调节峰值电位器延时，在峰值时发出断电信号，信号反相器的将断电信号接往峰值开关电路。

4.根据权利要求3所述的剩余电压测试仪，其特征在于，所述峰值开关电路包括断电信号控制器、控制信号放大器、测试电源输出继电器，测试电源输出继电器由相线断电继电器、零线断电继电器、地线通断继电器组成，信号反相器送来的断电信号分别控制断电信号控制器，并通过各自的控制信号放大器放大后，控制相线断电继电器、零线断电继电器、地线通断继电器在电源电压峰值时同时断电。

5.根据权利要求1所述的剩余电压测试仪，其特征在于，所述采样电阻的阻值为1000MΩ，接入采样信号放大器的同相输入端。

6.根据权利要求1或5所述的剩余电压测试仪，其特征在于，所述测试控制电路由相互串联的第一测试开关、第二测试开关和阻抗变换电路组成，第一测试开关的两端分别连接采样信号放大器的输出端及阻抗变换电路的同相输入端，第二测试开关与测试输出口相连接并接地。

7.根据权利要求6所述的剩余电压测试仪，其特征在于，所述时间电路包括时间控制器、双稳态电路、变换电路、微分电路及调节电位器，由秒信号发生器送来的秒信号接入时间控制器，再分别接入双稳态电路，一组双稳态电路与变换电路相串联，变换电路的控制信号经放大三极管控制第二测试开关的吸合；另一组双稳态电路经调节电位器与微分电路串联，微分电路的信号经放大三极管控制第一测试开关的短时吸合采集剩余电压值，调节电位器使峰值断电时间与剩余电压测试时间准确间隔1秒。