CN205353255U - 一种八通道安规测试仪 - Google Patents

一种八通道安规测试仪 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开并提供了一种八通道安规测试仪,它包括按键板、显示板、后输出面板、MCU控制板、内部信号发生器、高压变压器,它还包括八通道测量板,所述八通道测量板包括高压变压器输入级电压监测电路、八个通道的电流峰值监测电路、八个通道的电压峰值的监测电路、八个通道的电流采样电路、八个通道的电流轮询电路、MCU的ADC采样电路、控制单元MCU,所述八个通道的对应电路对应连接所述后输出面板中相应连接接口。本实用新型可以同时对八路DUT进行安规中漏电流测试,以往安规测试仪都是只有一个测试通道,相对于以往,本测试仪具有测试效率高,测量准确,很大程度上提高测试方的工作效率,为使用场所节约大量人力物力。本实用新型适用于安规测试领域。

Description

_种7 V通道安规测试仪
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种八通道安规测试仪。
背景技术
[0002] 本实用新型是在单通道安规测试仪的基础上通过增加测试通道衍生出来的八通道安规漏电流测试仪。现在随着工厂产能的扩大,需要在较短时间内,测试较多的产品。以往多数情况下单一安规测试仪对单一产品进行测试,测试完一个产品后需要卸下和重装另外一个新的待测品,消耗大量的时间和人力物力,所以效率很低下。特别是在充电器等行业,由于工厂产能大,测试效率要求高。为提高产线及测试场所的安规测试效率,我司发明了一款八通道的安规测试仪,此测试仪可以同时对八个产品进行安规中的漏电流测试。这款八通道安规测试仪大大提高了测试场所的安规测试效率,特别是提高了产能庞大的待测品生产线的测试效率。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的问提是克服现有技术的不足,提供一种八通道安规测试仪。
[0004]本实用新型的技术方案是:本实用新型它包括按键板、显示板、后输出面板、MCU控制板、内部信号发生器、高压变压器,它还包括八通道测量板,所述MCU控制板分别连接所述按键板、显示板、内部信号发生器,所述内部信号发生器分别连接所述高压变压器、所述八通道测量板,所述高压变压器连接所述八通道测量板,所述八通道测量板连接所述后输出面板,所述后输出面板具有八路连接接口对应八套被测设备。
[0005] 所述八通道测量板包括高压变压器输入级电压监测电路、八个通道的电流峰值监测电路、八个通道的电压峰值的监测电路、八个通道的电流采样电路、八个通道的电流轮询电路、M⑶的ADC采样电路、控制单元MCU,所述控制单元M⑶分别连接所述高压变压器输入级电压监测电路、八个通道的电流峰值监测电路、八个通道的电压峰值监测电路、八个通道的电流采样电路、八个通道的电流轮询电路、MCU的ADC采样电路。
[0006]所述八个通道的电流峰值监测电路包括八个相同的电流峰值监测电路并对应连接所述后输出面板中相应连接接口,所述八个通道的电压峰值监测电路包括八个相同的电压峰值监测电路并对应连接所述后输出面板中相应连接接口,所述八个通道的电流采样电路包括八个相同的电流采样电路并对应连接所述后输出面板中相应连接接口。
[0007]本实用新型的有益效果是:由于本实用新型它包括按键板、显示板、后输出面板、MCU控制板、内部信号发生器、高压变压器,它还包括八通道测量板,所述MCU控制板分别连接所述按键板、显示板、内部信号发生器,所述内部信号发生器分别连接所述高压变压器、所述八通道测量板,所述高压变压器连接所述八通道测量板,所述八通道测量板连接所述后输出面板,所述后输出面板具有八路连接接口对应八套被测设备。所以本多通道测试仪可以同时对八路DUT进行安规中漏电流测试,以往安规测试仪都是只有一个测试通道,相对于以往,本测试仪具有测试效率高,测量准确,很大程度上提高了测试方的工作效率,为使用场所节约大量人力物力。
附图说明
[0008]图1是本实用新型的电路结构方框示意图;
[0009]图2是本实用新型中的高压变压器输入级电压监测电路示意图;
[0010]图3是本实用新型中的电流峰值监测电路示意图;
[0011]图4是本实用新型中的电压峰值监测电路示意图;
[0012]图5是本实用新型中的电流米样电路不意图;
[0013]图6是本实用新型中的八通道电流轮询电路示意图;
[0014]图7是本实用新型中M⑶的ADC采样电路示意图。
具体实施方式
[0015]如图1至图7所示,本实用新型它包括按键板1、显示板2、后输出面板3、MCT控制板
4、内部信号发生器5、高压变压器6,它还包括八通道测量板7,所述MCU控制板4分别连接所述按键板1、显示板2、内部信号发生器5,所述内部信号发生器5分别连接所述高压变压器6、所述八通道测量板7,所述高压变压器6连接所述八通道测量板7,所述八通道测量板7连接所述后输出面板3,所述后输出面板3具有八路连接接口对应八套被测设备。
[0016] 所述八通道测量板7包括高压变压器输入级电压监测电路、八个通道的电流峰值监测电路、八个通道的电压峰值的监测电路、八个通道的电流采样电路、八个通道的电流轮询电路、MCU的ADC采样电路、控制单元MCU,所述控制单元MCU分别连接所述高压变压器输入级电压监测电路、八个通道的电流峰值监测电路、八个通道的电压峰值监测电路、八个通道的电流采样电路、八个通道的电流轮询电路、MCU的ADC采样电路。
[0017]所述八个通道的电流峰值监测电路包括八个相同的电流峰值监测电路并对应连接所述后输出面板3中相应连接接口,所述八个通道的电压峰值监测电路包括八个相同的电压峰值监测电路并对应连接所述后输出面板3中相应连接接口,所述八个通道的电流采样电路包括八个相同的电流采样电路并对应连接所述后输出面板3中相应连接接口。
[0018] 本实施例中所设计的八通道高压测试仪可以同时对八路DUT进行安规中漏电流测试,以往安规测试仪都是只有一个测试通道,相对于以往,本测试仪具有测试效率高,测量准确,很大程度上提高了测试方的工作效率,为使用场所节约大量人力物力。本实施例包括按键板1、显示板2、后输出面板3、M⑶控制板4、内部信号发生器5、高压变压器6、八通道测量板7等部分组成,从而构成八通道一体化安规测试仪。用户只需要连接被测品到仪器相应接口,启动仪器就可以完成对被测品的漏电流测试。相对于单通道高压漏电流测试仪,从硬件结构上说,八通道高压测试仪不同的是,采用了一个MCU轮询的方式检测每一个通道的采样电流与采样电压,再通过一个MCU进行汇总,这种方式可以精简电路的结构,缩小仪器的体积。多通道测试并不是单通道测试仪的组合,单通道的测量模式是通过单一通道采集DUT的电压与电流,输入到一个MCU进行换算。八通道高压测试仪与单通道高压测试仪的主要区别在于它的八通道测量板。八通道测量板是由以下几个部分构成:高压变压器输入级电压监测电路、八个通道的电流峰值监测电路、八个通道的电压峰值的监测电路、八个通道的电流采样电路、八个通道的电流轮询电路、MCU的ADC采样电路。
[0019]现将本实施例中各电路构成及原理分述如下:
[0020] 一、高压变压器输入级电压监测电路:
[0021 ]由用户自行设定的高压信号从X3-1、X3-2和X2-1、X2_2进入,可以是交流电压0-5000V AC,用于测试漏电流。高压信号经过分压电阻R3、R4、R5各为1M欧的电阻和R16 1K电阻降压后,经过IC U54-A模拟开关的第八脚,从U54-A的第I脚输出,再流经U2,U2在这里是作为一个电压放大器使用,模拟开关U12-A用来切换U2的放大倍数,U12-A的I脚切换到2脚,U2就构成一个电压跟随器,电压放大倍数为I;如果U12-A的I脚切换到八脚,U2就构成一个电压正相放大器,放大倍数为:1+1?7/1?12=1+2001(/22.11(=10.09。如果1?16输出电压大,通过控制模拟开关U12-A,使U2构成电压跟随器,电信号从U23脚输入,直接从八脚输出,没有进行放大。如果从R16输出的电压太小,通过控制模拟开关U12-A,使U2构成电压正相放大器,使从R16过来的电压放大10倍后,从U2第八脚出来的电压就被放大了约10倍,使后面的U8 MX536AJH进行真有效值采样。U8第4脚Vin接受从U2第八脚过来的电压,经过内部的真有效值转DC值后,由U8第八脚Vout输出给后级的单片机AD通道转换电路进行采样处理,进而换算出从高压变压器输出端Χ3-1、Χ3-2输出的电压值,以确定高压变压器的输出值是否在安全的范围之内,如有电压异常,可以控制高压变压输入端的K3-A断开,保护DUT和测试仪不会受损。
[0022] 二、八个通道的电流峰值监测电路:
[0023]为了被测产品和仪表的安全,本测试仪设计了电流峰值监测电路,用来监测电路中存在的异常脉冲,以防止这样的异常脉冲对电路构成危害。本测试仪中,由R93 1K和C14310nF构成A脉冲取样电路。电路原理是根据欧姆定律I = U/R通过取样流经R93的电压降除以取样电阻R93来计算流经这一电路的电流值。C143起到隔离直流信号的作用,如果信号为直流信号,这一电路只检测直流成分中的高频脉冲信号的峰值电流。对于通道1,从R93采样到的脉冲电压1-PEAK j为交流信号,经过电路转换为直流信号并限制在MCU ADC合理的电压输入范围内,由MCU内部的ADC单元进行AD转换处理,以便在检测到异常脉冲的情况下,由MCU对继电器进行操作及时断开危险信号。这部分电路包括三个部分,Rl 10、R101和U35构成放大倍数为I的反相放大器,反相放大器U35的输出端也就是它的第6脚后面接有一个D13 二极管,从1-PEAK_1输入的交流正半周信号经过反相输出到U35为负电压值,使D13上面那个二极管反偏,信号不能通过D13。从1-PEAK_1输入的交流信号的负半周信号经过反相输出到U35为正电压值,使D13上面那个二极管正偏,信号可以通过D13,再经过R61输出到IPK-1,最终流向MCU内部的ADC单元进行AD转换处理。也就是说由R110、R101、U35和D13构成放大倍数为I的反相放大器电路,只能过通脉冲信号中的负半周的信号,正半周的信号会从电路图中的下半部分直接从D13通过,因为该电路图下半部分的电路,1-PEAKj为正信号时,D13下面的二极管正偏,可以流过R61,最终流向M⑶内部的ADC单元进行AD转换处理。其它7路同理。
[0024]三、八个通道的安全电压峰值的监测电路:
[0025]对于通道I,取样出来的SHl电压信号是用来保证仪器的输出功率在合理范围内,因为高压变压器的总功率是500W,在它输出为最高5000V AC时,总负载端的最高消耗电流要限制在0.1A,也就是10mA AHl采样出来的电压就是为了使整个仪器的总负载电流不会超过100mA,采样电阻为图4的Rlll 3八3欧。对于通道I,整个电路由R137 100K和R159 22K组成一个初级分压电路,分压倍数是22Κ/(22Κ+100Κ)=0.1八。R167 47K、R135 22K、R13647K与+12V、一 12V构成上下限比较器的上限分压和下限分压。上限分压和下限分压的电压降是一样的,由该电路接+/-12V直流电源可以得出R167、R135、R136总压降为+12V-(-12V)=24VH67的压降为:24V*47K/(47K+47K+22K) = 9.72V,也就是说+12V电源的电压经过R167就压降了9.72V,那么比较器U44-B的第5脚输入参考电平为12V-9.72V=+2.2八V。由两比较器和分压电阻的对称性可以得出U44-A的第3脚输出为-2.2AVoU44 LM393是一个双比较器1C,这个电路就是由LM393和外围电阻构成的上下限比较器。当SHl的信号大于+2.3V或小于-2.3V,上下限比较器输出为低电平,OVLl输出也为低电平。当SHl的信号小于+2.3V并大于-2.3V,上下限比较器输出为高电平,经过R176和R127分压后,OVLl的电压是(12V-5V)*24K/(24K+10K) = 4.94V,0VL1输出为高电平。OVLl信号直接流向MCU I/O端口,进行过压判断。其它7路也是按同样的原理进行设计。
[0026]四、八个通道的电流采样电路:
[0027] 从被测电路的取样电阻Rlll 3八3欧取样电压降,以这个电压降除以3八3欧获取并计算被测电路的流通电流,高压信号从图1的X3-UX3-2和X2-UX2-2进入,从HV端输出到被测负载,经过被测负载后,由RETI端返回。在Rl 11处,由CURRENT I采样回来被测负载的电压信号,用欧姆定律算出流经被测负载的电流。对于通道1,采样的电流信号CURRENT1从U26PGA204的第5脚流进可调增益放大IC PGA204,由IC PAG204的第11脚流出后,进入U17MX536AJH真有效值转DC值处理,U17为真有效值转DC值处理IC,4脚为它的输入端,八脚为它的输出端,采样并进行真有效值转换的电压信号,最终经过C6的滤波被送到U6-D电压跟随器进行缓冲,然后输出到采样电压分配模拟开关,八路采集过来的用来运算被测负载电流的电压信号通过一个DG406模拟开关进行输入切换。其它7路同理,原理是一样的。
[0028] 五、八个通道的电流轮询电路:
[0029]八个通道采样处理后用来换算成电流的电压信号,最终汇集到U5 DG406 16路多路复用开关的多路输入端,这个器件是M C U实现对八个通道电压电流轮询的主要器件,通过多路复用开关,MCU可以以轮询的方式选择需要取样的通道。U5的输入端是:CURRENT1最终输入到U5的19脚,CURRENT2最终输入到U5的20脚,CURRENT3最终输入到U5的21脚,CURRENT4最终输入到U5的22脚,CURRENT5最终输入到U5的23脚,CURRENT6最终输入到U5的24脚,CURRENT7最终输入到U5的25脚,CURRENT八最终输入到U5的26脚,另外U5的11脚是VOLTAGE信号,这个信号前面已有介绍,主要是用来监控输入电压是否在合理的范围之内,如有异常将通过MCU控制图3中的K3-A切断高压变压器的输入端,使其停止工作,中断异常情况。U5的14、15、16、17脚是它的数字输入端,用来控制选通的通道切换到U5的公共端第2八脚,再由公共端输出到后级的AD转换电路。
[0030] 六、M⑶的A D采样电路
[0031]电路中经过模拟多路复用开关后,八路中只有I路的电信号最终来到U4,再给到U3这个A D C进行采样。U4是一个电压跟随器,八个通道采样电流的电压信号通过U5的2八脚再经过Rl八7 1K输入到U4的第3脚,由U4的第6脚输出给后级的AD转换U3ADC121C021CMK进行AD转换。IC ADC121C021CMK是一款12位精度的AD转换1C,通过它的I2C引脚5和6将转换后的电压值编码传送到MCU进行处理。U4起到一个缓冲的作用。下半部分是一个限压电路,由02、03、01、1?10、(:14组成,最终的目的是为了使输入到U3ADC121C021CHMK的电压在OV到5V之间,RlO和Dl构成4.7V稳压电路,C14过滤高频杂波。工作原理:如果U4第3脚输入电压超过5V,D2下面的二极管会导通,钳位电压在0.3-0.5V之间,所以总输入压降不会超过5.2V。同理,U4的第6脚的输出电压如果超过5V也会被D2上面的二极管钳位在5.2V以内则将U4的第6脚电压钳位在OV以上。所以最终输入到U3ADCl 21C021CIMK第3脚的电压在OV到5V之间。
[0032] 本实施例中多通道测试仪可以同时对八路DUT进行安规中漏电流测试,以往安规测试仪都是只有一个测试通道,相对于以往,本测试仪具有测试效率高,测量准确,很大程度上提高了测试方的工作效率,为使用场所节约大量人力物力。
[0033]本实用新型适用于安规测试领域。

Claims (3)

1.一种八通道安规测试仪,它包括按键板(I)、显示板(2)、后输出面板(3)、M⑶控制板(4)、内部信号发生器(5)、高压变压器(6),其特征在于:它还包括八通道测量板(7),所述M⑶控制板(4)分别连接所述按键板(1)、所述显示板(2)、所述内部信号发生器(5),所述内部信号发生器(5)分别连接所述高压变压器(6)、所述八通道测量板(7),所述高压变压器(6)连接所述八通道测量板(7),所述八通道测量板(7)连接所述后输出面板(3),所述后输出面板(3)具有八路连接接口对应八套被测设备。
2.根据权利要求1所述的一种八通道安规测试仪,其特征在于:所述八通道测量板(7)包括高压变压器输入级电压监测电路、八个通道的电流峰值监测电路、八个通道的电压峰值的监测电路、八个通道的电流采样电路、八个通道的电流轮询电路、MCU的ADC采样电路、控制单元MCU,所述控制单元MCU分别连接所述高压变压器输入级电压监测电路、八个通道的电流峰值监测电路、八个通道的电压峰值监测电路、八个通道的电流采样电路、八个通道的电流轮询电路、MCU的ADC采样电路。
3.根据权利要求2所述的一种八通道安规测试仪,其特征在于:所述八个通道的电流峰值监测电路包括八个相同的电流峰值监测电路并对应连接所述后输出面板(3)中相应连接接口,所述八个通道的电压峰值监测电路包括八个相同的电压峰值监测电路并对应连接所述后输出面板(3)中相应连接接口,所述八个通道的电流采样电路包括八个相同的电流采样电路并对应连接所述后输出面板(3)中相应连接接口。
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