DE2441365C3

DE2441365C3 - Device for measuring and testing high resistance, especially insulation resistance

Info

Publication number: DE2441365C3
Application number: DE19742441365
Authority: DE
Inventors: Hermann 8031 Wessling Monat
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1974-08-29
Publication date: 1977-02-03

Description

4040

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Messen und Prüfen von hochohmigen Widerständen, insbesondere von Isolationswiderständen, mit Hilfe eines Strommessers, dessen gemessener Stromwert nach einer Umrechnung als Widerstandswert ausgegeben wird.The invention relates to a device for measuring and testing high-ohmic resistances, in particular of insulation resistances, with the help of an ammeter, its measured current value after a conversion is output as a resistance value.

Je höher der zu messende Widerstand, um so stärker macht sich der Strom bemerkbar, der nicht durch diesen Widerstand fließt, sonderen auch durch den Isolationswiderstand der Anlage. Derartige unerwünschte Nebenströme verfälschen mit zunehmendem Widerstandswert das Meßergebnis.The higher the resistance to be measured, the more noticeable the current that does not flow through it Resistance flows, but also through the insulation resistance the plant. Such undesired secondary currents falsify as the resistance value increases the measurement result.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Meßgerät aufzuzeigen, das nur den Wen des zu messenden Widerstandes anzeigt und nicht auch gleichzeitig den Widerstandswert des Meßgerätes selbst.The object of the invention is to show a measuring device that only shows the value of the resistance to be measured and not at the same time the resistance value of the measuring device itself.

Erreicht wird das mit einem Gerät gemäß der Erfindung dadurch, daß das Gerät eine Steuereinrichtung enthält, die in einem ersten Meßschritt eine Gleichstromquelle an die Meßeinrichtung ohne Prüfling anschaltet und dabei der Strom durch die Meßeinrichtung mittels des Strommessers gemessen wird, daß die Steuereinrichtung in einem zweiten Meßschritt den Prüfling mit Hilfe zweier Koppler an die Meßeinrichtung anschaltet und wiederum der Strom mittels des Strommessers gemessen wird, daß aus beiden gemessenen Stromwerten in einem Subtrahierer die Differenz gebildet wird, und daß das so ermittelte Ergebnis direkt oder nach einer weiteren Umformung ausgegebenThis is achieved with a device according to the invention in that the device has a control device contains which, in a first measuring step, connects a direct current source to the measuring device without the test item and the current through the measuring device is measured by means of the ammeter that the Control device in a second measuring step the test object with the help of two couplers to the measuring device turns on and again the current is measured by means of the ammeter that measured from both Current values in a subtracter the difference is formed, and that the result determined in this way is direct or after a further reshaping

Dadurch, daß das Gerät in einem ersten Meßschritt den Widerstand der Meßeinrichtung alleine ohne Prüfling ermittelt, ist es leicht möglich, diesen Wert aus dem Meßwert des zweiten Meßschritts zu eliminieren. Die Eigenschaften des Aufbaues und der Nullfehler des Indikators haben dann keinen Einfluß mehr auf das Ergebnis. Der Meß- bzw. Prüffehler ist deshalb nur noch durch den absoluten Fehler des Indikators bestimmtThe fact that the device measures the resistance of the measuring device alone in a first measuring step without the test object determined, it is easily possible to eliminate this value from the measured value of the second measuring step. the The properties of the structure and the zero error of the indicator then no longer have any influence on the result. The measurement or test error is therefore only determined by the absolute error of the indicator

Weil bei jeder Messung von Hochohmwiderständen zuvor der Widerstandswert der Meßeinrichtung selbst ermittelt wird, wird auch gleichzeitig der Isolationswiderstand des Aufbaues und seine Änderungen, die z. B. durch Staub, Luftfeuchte usw. bedingt sind, überwacht Bei unzulässig hohen Werten kann dabei auch eine Überprüfung des Aufbaues durch ein entsprechendes Signal veranlaßt werden.Because with every measurement of high resistance the resistance value of the measuring device itself is determined, the insulation resistance of the structure and its changes, the z. B. caused by dust, humidity, etc., monitored a check of the structure can be initiated by a corresponding signal.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann das Gerät sowohl zum Messen als auch zum Prüfen der Widerstandswerte verwendet werden. In einem Fall wird das Ergebnis der Messung mit einem Sollwert verglichen und das Ergebnis als Gut/Schlecht-Anzeige ausgegeben. Das kann sowohl für den Meßwert des ersten Prüfschrittes als auch für den Meßwert des zweiten Schrittes unter Berücksichtigung des Isolationswiderstandes der Meßanordnung geschehen.According to a further development of the invention, the device can be used both for measuring and testing the Resistance values are used. In one case, the result of the measurement will be with a target value compared and output the result as a good / bad display. That can be for the measured value of the first Test step as well as for the measured value of the second step, taking into account the insulation resistance the measuring arrangement happen.

Da die Messung als Strommessung erfolgt, ist bei Verwendung eines Strom-Widerstands-Umsetzers möglich, die gemessenen Widerstandswerte der beiden Meßschritte in Widerstandseinheiten auszugeben.Since the measurement takes place as a current measurement, when using a current-resistance converter possible to output the measured resistance values of the two measuring steps in resistance units.

Darüber hinaus ist es natürlich auch möglich, die gemessenen Stromwerte direkt auszugeben, und damit Datengeräte, Klassierer, Sortierer u. dgl. zu steuern.In addition, it is of course also possible to output the measured current values directly, and thus To control data devices, classifiers, sorters and the like.

Ein Beispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert. Da die einzelnen verwendeten Baugruppen an und für sich bekannt sind, ist hier nur deren Arbeitsweise kurz angedeutet.An example of the invention is explained with reference to the drawing. As the individual assemblies used are known per se, their mode of operation is only briefly indicated here.

Eine gemeinsame Steuereinrichtung SF veranlaßt und überwacht die richtige Arbeitsweise der einzelnen im Gerät enthaltenen Baugruppen. In dieser Steuereinrichtung sind auch die jeweiiigen Prüfspannungen, Schwellwerte, Vergleichswerte usw. einstellbar enthalten, so daß für die jeweilige Messung die zugehörigen Werte dem Gerät zrr Verfügung stehen.A common control device SF causes and monitors the correct functioning of the individual assemblies contained in the device. In this control device The respective test voltages, threshold values, comparison values, etc. are also adjustable, so that the associated values are available to the device for the respective measurement.

Zu Beginn der Messung stellt die Steuereinrichtung SE die programmierbare Gleichstromquelle G auf den erforderlichen Spannungswert ein. De» Prüfling P ist zwar schon an das Gerät angeschlossen, aber die Anschaltekoppler K I und K 2 haben einen Weg zum Strommesser M durchgeschaltet, der den Prüfling P umgeht. Damit dieser Direktweg möglichst kurz ist, können die Koppler K 1 und K 2 auch zu einem gemeinsamen Koppler zusammengefaßt sein.At the beginning of the measurement, the control device SE sets the programmable direct current source G to the required voltage value. The test item P is already connected to the device, but the connection couplers K I and K 2 have switched through a path to the ammeter M , which bypasses the test item P. So that this direct path is as short as possible, the couplers K 1 and K 2 can also be combined to form a common coupler.

Der Strommesser M muß entsprechend der angelegten Spannungsquelle G und den zu erwartenden Widerstand entsprechend ausgebildet sein. So wird für bestimmte Isolationswiderstandsmessurigen ein digitales Picoainperemeter verwendetThe ammeter M must be designed according to the applied voltage source G and the expected resistance. A digital picometer is used for certain insulation resistance meters

Der mit dem Strommesser M gemessene Wert gelangt zu einem Subtrahierer S, wo er beispielsweise in einem Schieberegister gespeichert wird. Der Subtrahierer S enthält mehrere Schalter, die die Meßadern zum Vergleicher V und zu einer noch später beschriebenen Datenübertragung D usw. durchschalten und gleichzeitig den Speicher des Subtrahierers S an diese Adern legen.The value measured with the ammeter M reaches a subtracter S, where it is stored, for example, in a shift register. The subtracter S contains several switches which switch through the measuring wires to the comparator V and to a data transmission D , etc., described later, and at the same time apply the memory of the subtracter S to these wires.

Der Vergleicher V vergleicht diese Daten mit einem höchstzulässigen Wert Ist der gemessene Strom zu hoch, dann wird am Ausgang a ein Signal gesetzt, das den Bedienungspersonen die Grenzweriüberschreitung zur Kenntnis bringtThe comparator V compares this data with a maximum permissible value. If the measured current is too high, a signal is set at output a , which informs the operator that the limit value has been exceeded

Ober den Ausgang b kann der gemessene Stromwert nach einer entsprechenden Aufbereitung in einer Datenübertragung D zu einem Datengerät ausgegeben werden, das mit diesem Wert entsprechende Steuervorgänge vornimmt.The measured current value can be output via the output b after a corresponding processing in a data transmission D to a data device which carries out corresponding control processes with this value.

Der vorhin beschriebene Stromwert gelangt auch über einen Strom-Widerstands-Umsetzer U zum Ausgang c, an den eine digitale oder analoge Anzeigeeinrichtung angeschlossen ist.The current value described above also reaches output c via a current-resistance converter U , to which a digital or analog display device is connected.

Dieser Umsetzer (7 kann beispielsweise aus der Reihenschaltung einer Referenzspannungsquelle, eines Verstärkers mit Digital-Analog-Wandler als regelbarem Gegenkopplungswiderstand und eines Digital-Voltmeter bestehen. Der Verstärker mit Digitai-Analog-Wandler führt dann die Division U: I durch, so daß die vom Digital-Voltmeter gemessene Spannung dem Widerstandswert proportional ist.This converter (7 can for example consist of a series connection of a reference voltage source, an amplifier with a digital-to-analog converter as a controllable negative feedback resistor, and a digital voltmeter. The amplifier with a digital-to-analog converter then divides U: I so that the The voltage measured by the digital voltmeter is proportional to the resistance value.

Nach diesem ersten Meßschritt schaltet die Steuereinrichtung SE den Prüfling P mit Hilfe der beiden Anschaltekoppler K\ und K 2 in die Meßstrecke, wobei der Umgehungsweg wieder aufgetrennt wird.After this first measuring step, the control means switches the SE specimen P with the aid of the two Anschaltekoppler K \ and K 2 in the measurement path, wherein the bypass path is split again.

In dem so aufgebauten Meßkreis wird in einem zweiten Meßschritt mit dem Strommesser M der Strom über die Parallelschaltung der Isolationswidersiände von Meßaufbau und Prüfling gemessen. Der Subtrahierer S trennt die Meßadern zum Vergleicher V auf und verbindet sie mit den Bauteilen, die die Subtraktion durchführen. Es wird nunmehr die Differenz der Stromwerte von der Meßstrecke mit und ohne Prüfling gebil- det.In the measuring circuit set up in this way, in a second measuring step, the ammeter M measures the current across the parallel connection of the insulation resistances of the measuring set-up and the test object. The subtracter S separates the measuring wires to the comparator V and connects them to the components that carry out the subtraction. The difference between the current values from the test section with and without the test object is now formed.

Der Ausgang des Subtrahierers 5 wird jetzt an den Vergleicher V usw. angeschaltet, wo die derart ermittelte Differenz mit den vorgewählten Grenzwerten verglichen wird.The output of the subtracter 5 is now connected to the comparator V, etc., where the so determined Difference is compared with the preselected limit values.

Die Ergebnisse werden wiederum an den Ausgängen a, h und c zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung gestellt. Auf diese Weise arbeitet dieses Gerät wahlweise oder gleichzeitig als Meß- und Prüfgerät.The results are in turn made available at outputs a, h and c for further processing. In this way, this device works either or at the same time as a measuring and testing device.

Die Strommessungen der beiden Meßschritte erfolgen für die Differenzbildung in kurzem Abstand nacheinander. Dabei werden die durch den Isolationswiderstand des Meßaufbaues und Nullpunktfehler des Strommessers M bedingten Meßfehler kompensiert. Als einziger Fehler verbleibt nur noch der absolute Fehler des Strommessers M selbst.The current measurements of the two measuring steps are carried out one after the other at short intervals to form the difference. The measurement errors caused by the insulation resistance of the test setup and zero point errors of the ammeter M are compensated for. The only remaining error is the absolute error of the ammeter M itself.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for measuring and testing high-ohmic resistances, in particular insulation resistances, with the help of an ammeter, the measured current value of which is output as a resistance value after conversion, characterized in that the device contains a control device (SE) , which in a first measuring step a Direct current source (G) connects to the measuring device without test item (P) and the current through the measuring device is measured by means of the ammeter (M) , so that the control device (SE) in a second measuring step detects the test item (P) with the help of two couplers [K 1, K 2) is switched on to the measuring device and the current averaged by the ammeter (M) is measured, that the difference is formed from the two measured current values in a subtractor (S) and that the result determined in this way is output directly or after a further conversion will.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the result of the measurements in the first test step is compared with preselected limit values in a comparator (V) before being output and the output takes place as a good / bad display

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the difference value of the measurements is compared with preselected limit values in a comparator (V) before being output and the output takes place as a good / bad display.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the result of the measurements and / or the difference value of the measurement results is passed through a current-resistance converter (U) before outputting, whereupon the value thus determined is displayed in analog or digital form.