CN2901330Y - 具有高精度、高速度测控电路的交直流耐压绝缘测试仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有高精度、高速度测控电路的交直流耐压绝缘测试仪，包括升压变压器、交直流切换电路以及采样电路。所述测试仪以高压继电器控制、整流和滤波电路为核心，通过CPU控制两个高压继电器开关的通断来完成交流耐压与直流耐压、交流耐压与绝缘电阻各测量功能间的切换操作，电路结构简单、实现容易。通过在整流电容的两端并联电阻放电回路，可以及时泄放掉所述电容上的电荷，以保证不同直流电压测量条件下的快速切换，从而避免了不同条件连续测试间的相互影响。直流电压、交直流电流的测量均采用纯电阻取样的方法实现，不仅电路实现容易，而且可有效保证测量取样的高精度。
Description
技术领域
本实用新型属于测试仪器仪表技术领域，具体地说，是涉及一种用于对电器设备和元器件的电气安全性能进行测试的高精度、高速度交直流耐压绝缘测控仪的检测电路。
背景技术
早期的耐压绝缘测试仪器多为单独的交流耐压测试仪或直流绝缘测试仪，为了使仪表同时具备交直流耐压及绝缘测试的功能，需要实现不同功能之间的相互快速切换，以便客户更方便的对元器件及设备的性能进行多方面的检测。目前的交直流耐压测试仪在进行不同直流电压测量条件的快速切换过程中，经常不能避免不同条件连续测试间的相互影响，因此，影响了测试结果的准确性。耐压测试仪的容量是一项很重要的技术指标，在高容量时，如交流耐压的输出容量为500VA，即输出能力为5KV/100mA时，如何保证测试仪在0.000～99.99mA的整个范围内的电流测量精度是一个关键的技术难题，目前解决此问题的技术手段大都不甚理想。此外，目前的交直流耐压绝缘测试仪在如何增强交流电压测量时的隔离效果方面也有待于进一步提高。
发明内容
本实用新型为了解决现有技术中交直流耐压绝缘测试仪在直流电压测量等级连续切换时容易产生相互影响，而且测量精度低、隔离效果差的问题，提供了一种新型的高精度、高速度的交直流耐压绝缘测试仪，可以对被测物自动连续地进行不同条件下的交流耐压、直流耐压和绝缘电阻测试，具有测试速度快、测量精度高、在不同条件连续测试的情况下可实现交直流切换输出迅速稳定等优点。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
一种具有高精度、高速度测控电路的交直流耐压绝缘测试仪，包括升压变压器、交直流切换电路以及采样电路，在所述的交直流切换电路中包含有两个高压继电器，CPU通过向继电器电磁线圈端输出控制信号来控制继电器触点的闭合与断开；其中一个继电器常开触点的两端与一开关二极管并联后一端连接在所述升压变压器的高压输出端，另一端连接所述交直流切换电路的输出端；所述升压变压器的0V输出端与一滤波电容和泄放电阻组成的并联支路相连，进而与第二个继电器的常开触点两端串联后连接所述交直流切换电路的一个输出端，同时升压变压器的0V输出端与所述交直流切换电路的另一个输出端相连。
作为对上述技术方案的进一步限定，所述开关二极管的正极连接升压变压器的高压输出端，负极经串联的滤波电感连接所述交直流切换电路的输出端，并且在所述两个高压继电器线圈的两端还分别并联有一放电二极管。
作为对上述技术方案的又进一步限定，在所述的采样电路中包含有电压采样电路和电流采样电路，所述交直流切换电路输出的电压为电压采样电路和电流采样电路提供电源供电；其中，在所述的电压采样电路上并联有一高低压采样切换电路，通过切换不同的采样电阻对输入的采样电压大小进行调节；在所述的电流采样电路上并联有一可控分流电路，对输入到电流采样电路上的电流大小进行调节。
其中，在所述的高低压采样切换电路中包含有一继电器和由多个电阻串联而成的分压支路，所述电阻分压支路并联在交直流切换电路的两个输出端之间；CPU通过向继电器电磁线圈端输出控制信号来控制继电器触点的闭合与断开，进而改变所述电阻分压支路的电阻值。
在所述的可控分流电路中包含有多个继电器和由多个串联电阻组成的取样电路；CPU通过向继电器电磁线圈端输出控制信号来控制继电器触点的闭合与断开，进而切换分流电路的电阻值以实现对输入到电流采样电路上的电流大小的调节。
作为对上述技术方案的再进一步限定，在所述的采样电路中，连接负载的输出引线以共模的方式缠绕在铁氧体磁环上。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的交直流耐压绝缘测试仪以高压继电器控制、整流和滤波电路为核心，以简单的电路结构完成了交流耐压与直流耐压、交流耐压与绝缘电阻各测量功能间的切换操作。通过在整流电容的两端并联电阻放电回路，可以及时泄放掉所述电容上的电荷，以保证不同直流电压测量条件下的快速切换，从而避免了不同条件连续测试间的相互影响。直流电压、交直流电流的测量均采用纯电阻取样的方法实现，不仅电路实现容易，而且可有效保证测量取样的高精度。
附图说明
图1是本实用新型中交直流切换电路及直流测量放电回路的原理图；
图2是本实用新型中采样电路的原理图；
图3是本实用新型中精密整流电路的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地说明。
本实用新型的交直流切换电路的主要核心电路是高压继电器控制、整流和滤波电路，其解决的技术问题就是完成交流耐压与直流耐压、交流耐压与绝缘电阻各测量功能间的切换操作，参见图1所示。
图1中，接口CON5007和CON5014分别连接升压变压器的高压输出端和0V输出端。其中，接口CON5007连接由开关二极管D5010和高压继电器RY5001的常开开关组成的并联支路，进而经滤波电感L5001连接交直流切换电路的输出端A；接口CON5014连接由电容C5015和放电电阻R5038～R5047组成的并联支路，进而经串联的高压继电器RY5002的常开开关连接所述交直流切换电路的输出端A。所述两个高压继电器RY5001、RY5002的电磁线圈一端连接+24V直流电源，另一端连接CPU的I/O口，根据CPU输出的高低电平状态控制继电器RY5001、RY5002线圈的得电与失电，进而改变其常开开关的通断状态，实现交直流电压的切换输出。
其交直流切换电路的工作过程为：当需要交流电压时，CPU控制继电器RY5001线圈得电，使其常开开关闭合，短接开关二极管D5010，由升压变压器输出的高压交流电经电感L5001滤波后通过其输出端A、B输出。当需要切换到直流电压时，CPU控制继电器RY5001的开关断开，继电器RY5002的常开开关闭合，在升压变压器输出的高压交流电处于正半周时，开关二极管D5010导通，电压经电感L5001滤波后一方面通过其输出端A、B输出，另一方面经继电器RY5002开关为电容C5015充电；在升压变压器输出的高压交流电处于负半周时，开关二极管D5010截止，电容C5015向输出端A放电，从而起到半波整流的作用。在用户对直流电压进行测量的过程中，经常会在测量等级之间进行切换，如1000VDC至500VDC，为了保证不同直流电压测量条件的快速切换，避免不同条件连续测试间的相互影响，在整流电容C5015的两端并联了泄放电阻R5038～R5047，与整流电容C5015构成放电回路，从而起到及时泄放电容C5015上的电荷，确保直流电压测量等级快速切换的作用。
直流电压、交直流电流的测量均采用纯电阻取样的方案，参见图2所示。该电路中的分压和取样电阻应选择温漂小、精度高(0.1％)的电阻，同时，还需要采取一定的防潮措施以尽可能地减小温度和湿度对测量的影响，进而利用继电器的切换来改变采样电阻电路阻值的大小，以此通过换档的方法实现测量精度的提高。
图2中，由交直流切换电路输出的电压连接到采样电路的输入端，经电阻R5027～R5037通过输出端C为电压采样电路提供工作电源。为了改变输入到电压采样电路中的电压值，在B、C端之间并联有一高低压采样切换电路。在所述的高低压采样切换电路中，由分压电阻R5048、R5049组成的串联支路并联在B、C端之间，CPU通过其I/O口输出高低电平信号控制继电器RY5003线圈的得电与失电，进而通过改变其常开开关的通断状态来改变电阻串联支路的电阻值，以此实现电压采样电路输入电压值的改变，以达到测量精度的提高。此外，在电流采样电路上同样也并联有一由多级串联电阻R5052～R5065和4个继电器RY5004～RY5007组成的可控分流电路。通过改变CPU输出的高低电平状态控制继电器RY5004～RY5007开关的通断，利用所述多级串联电阻支路电阻值的变化改变分流到输出端C’上的电流，以此实现输入到电流采样电路中电流的变化。其中，在接口CON5010和CON5013之间连接负载，两接口CON5010、CON5013的输出引线以共模的方式缠绕在铁氧体磁环上(图中略)，有效增强了交流电压测量时的隔离效果。
在上述继电器RY5001～RY5007线圈的两端均并联有一开关二极管D5011～D5017，对其电磁线圈起到放电防干扰的作用。
为了提高电路闭环控制输出的精确度，经输出端C和C’输出的电压和电流信号首先进入图3所示的精密整流电路进行处理后，再分别经所述的电压采样电路和电流采样电路进行电压和电流的测量，并将所述测量结果输出到CPU的A/D转换口，实现测量数据的显示输出及调节。
本实用新型的交直流耐压绝缘测试仪采用32位DSP芯片作为测量控制的核心，集交流耐压、直流耐压和绝缘电阻测试于一体，可以对被测物自动连续进行不同条件下的交流耐压、直流耐压和绝缘电阻测试，具有测量速度快、测量精度高、在不同条件连续测试的情况下交直流切换输出迅速稳定等显著优点。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种具有高精度、高速度测控电路的交直流耐压绝缘测试仪，包括升压变压器、交直流切换电路以及采样电路，其特征在于：在所述的交直流切换电路中包含有两个高压继电器(RY5001、RY5002)，CPU通过向继电器电磁线圈端输出控制信号来控制继电器触点的闭合与断开；其中一个继电器(RY5001)常开触点的两端与一开关二极管(D5010)并联后一端连接在所述升压变压器的高压输出端，另一端连接所述交直流切换电路的输出端(A)；所述升压变压器的0V输出端与一滤波电容(C5015)和泄放电阻(R5038～R5047)组成的并联支路相连，进而与第二个继电器(RY5002)的常开触点两端串联后连接所述交直流切换电路的输出端(A)，同时升压变压器的0V输出端与所述交直流切换电路的另一个输出端(B)相连。
2.根据权利要求1所述的具有高精度、高速度测控电路的交直流耐压绝缘测试仪，其特征在于：所述开关二极管(D5010)的正极连接升压变压器的高压输出端，负极经串联的滤波电感(L5001)连接所述交直流切换电路的输出端(A)。
3.根据权利要求2所述的具有高精度、高速度测控电路的交直流耐压绝缘测试仪，其特征在于：在所述两个高压继电器(RY5001、RY5002)线圈的两端分别并联有一放电二极管(D5016或D5017)。
4.根据权利要求1或2或3所述的具有高精度、高速度测控电路的交直流耐压绝缘测试仪，其特征在于：在所述的采样电路中包含有电压采样电路和电流采样电路，所述交直流切换电路输出的电压为电压采样电路和电流采样电路提供电源供电；其中，在所述的电压采样电路上并联有一高低压采样切换电路，通过切换不同的采样电阻对输入的采样电压大小进行调节；在所述的电流采样电路上并联有一可控分流电路，对输入到电流采样电路上的电流大小进行调节。
5.根据权利要求4所述的具有高精度、高速度测控电路的交直流耐压绝缘测试仪，其特征在于：在所述的高低压采样切换电路中包含有一继电器(RY5003)和由多个电阻(R5048、R5049)串联而成的分压支路，所述电阻分压支路并联在交直流切换电路的两个输出端(A、B)之间；CPU通过向继电器(RY5003)电磁线圈端输出控制信号来控制继电器触点的闭合与断开，进而改变所述电阻分压支路的电阻值。
6.根据权利要求4所述的具有高精度、高速度测控电路的交直流耐压绝缘测试仪，其特征在于：在所述的可控分流电路中包含有多个继电器(RY5004～RY5007)和由多个串联电阻(R5052～R5065)组成的取样电路；CPU通过向继电器(RY5004～RY5007)电磁线圈端输出控制信号来控制继电器触点的闭合与断开，进而切换分流电路的电阻值以实现对输入到电流采样电路上的电流大小的调节。
7.根据权利要求4所述的具有高精度、高速度测控电路的交直流耐压绝缘测试仪，其特征在于：在所述的采样电路中，连接负载的输出引线以共模的方式缠绕在铁氧体磁环上。
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Effective date of registration: 20080104 Address after: Shandong city of Qingdao province Zhuzhou Road 134, zip code: 266101 Patentee after: Qingdao Ainuo Instrument Co., Ltd. Address before: Shandong city of Qingdao province Zhuzhou Road 134, zip code: 266101 Patentee before: Qingdao Ainuo Electronic Instrument Co., Ltd. |
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| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20070516 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |