SU1647472A1 - Устройство дл автоматического контрол сопротивлени изол ции электрических цепей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл  исп ытани  электрических цепей на сопротивление изол ции. Цель изобретени  - повышение быстродействи  устройства за счет форсировани  зар да паразитных емкостей и контрольных конденсаторов , уменьшени  емкости контрольных конденсаторов и проведени  измерений в момент зар да емкости каждого канала измерени  в отдельности до значени  испытательного напр жени  Устройство содержит клеммы 1.1-1.N дл  подключени  контролируемых цепей, конденсаторы 2.1 -2.N, коммутатор 3 с коммутирующими элементами 4.1-4.N,5.1,5.1X1, источники 6,16 испытатель ного напр жени , ключ 7, блок 8 задержки, измерительный блок 9, компараторы 10, 11, блок 12 управлени , блок 13 регистрации, ограничивающий 14 и измерительный 15 резисторы . За счет введени  компаратора 11 и источника 16 испытательного напр жени  устройство обеспечивает форсированный зар д паразитных емкостей и контрольных конденсаторов 2 1-2.N, при возможности сокращени  емкости контрольных конденсаторов , что повышает быстродействие устройства . 3 ил., 1 з п ф-лы.

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и может, быть использовано дл  испытани  электрических цепей на сопротивление изол ции.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  устройства за счет форсировани  зар да паразитных емкостей и контрольных конденсаторов, уменьшени  емкости контрольных конденсаторов и проведени  измерений в момент зар да емкостей каждого канала измерени  в отдельности до значени  испытательного напр жени .

На фиг.1 приведена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - структурна  схема блока управлени ; на фиг.З временные диаграммы, по сн ющие работу устройства.

Устройство дл  автоматического контрол  сопротивлени  изол ции электриче,- ских цепей (фиг. 1) содержит клеммы 1.1 - 1.N дл  подключени  контролируемых цепей, конденсаторы 2.1 - 2.N, коммутатор 3 с ком1 мутирующими элементами 4.1 - 4.N и 5.1 - 5.N, первый источник 6 испытательного напр жени , ключ 7, блок 8 задержки, измерительный блок 9, первый 10 и второй 11 компараторы, блок 12 управлени , блок 13 регистрации, ограничивающий резистор 14, измерительный резистор 15, второй источник 16 испытательного напр жени .

х 4 44

Блок 12 управлени  (фиг.2) содержит генератор 17 одиночных импульсов, первый 18 и второй 19 одновибраторы, триггер 20, элемент 21 останова по браку, первый эле- менг 2И-НЕ 22, второй элемент 21Л-НЕ 23, элемент ЗИ-НЕ 24, элемент 25 индикации брака, первый счетчик 26 импульсов, второй счетчик 27 импульсов, элемент 20 останова, элемент 29 индикации неисправных цепей, третий одновибратор 30, первый 31 и второй 32 дешифраторы, элемент 33 индикации останова, элемент 34 управлени  ключем, селектор 35.

Клеммы 1,1 - 1.N, к которым подключены первыми выводами конденсаторы 2.1 - 2.N, соединенные вторыми выводами, соединены с первыми входами коммутатора 3 и подключена к соответствующим внутренним -шинам коммутатора 3 с помощью коммутирующих элементов 4,1 - 4.N и 5.1 - 5.К. Вывод коммутатора 3 соединен с ограничивающим резистором 14, второй вход - с первым выводом первого источника 6 испытательного напр жени . Третьи и четвертые входы коммутатора 3 соединены соответственно с первыми и вторыми управл ющими выходами блока 12 управлений. Втогой вывод источника 6 испытательного нагкпже- ни  соединен с первым выводом второго источника 16 испытательного напр жени , соединенного вторым выводом с общей шиной устройства. Выход ключа 7 соединен с управл ющим входом второго источника испытательного напр жени , а вход ключа 7 - с третьим выходом блока 12 управлени . Второй вывод ограничивающего резистора 14 соединен с первым выводом измерительного резистора 15, второй вывод которого соединен с общей шиной устройства, и входом измерительного блока 9. Выход измерительного блока 9 соединен с первыми входами компараторов 10 и 11. вторые входы которых соединены соответственно с первым и седьмым входами устройства. Выход первого компаратора Ю соединен с первым входом блока 13 регистрации, выход второго компаратора 11 соединен с первым входом блока 12 управлени  и с входом блока 8 задержки. Второй вход блока 13 регистрации соединен с выходом блока 8 задержки. Первый и второй выходы блока 13 регистрации соединены соответственно с вторым и третьим входами блока 12 управлени .

Устройство работает следующим образом .

В начале работы при поступлении команды Сброс триггер 20 (фиг.2) устанавливаетс  в такое состо ние, когда на его выходе имеет место низкий уровень напр жени  (логический О), элемент 21 останова по браку устанавливаетс  в такое состо ние , когда на пр мом его выходе имеет место логический О, а на инверсном его

выходе - высокий уровень напр жени  (логическа  1), на выходах счетчиков 26 и 27. импульсов имеет место нулева  комбинаци  сигналов. На выходе элемента 34 управлени  ключем 7 устанавливаетс  логический

0 О, ключ 7 (фиг.1) находитс  в закрытом состо нии, источник 16 испытательного напр жени  находитс  во включенном состо нии . На выходах дешифратора 31 и дешифратора 32 устанавливаютс  логиче5 ские 1, а коммутирующие элементы 4.1 и 5.1 разомкнуты.

При поступлении команды Пуск в блок 12 управлени  генератор 17 одиночных импульсов формирует импульс Ji (фиг.За), ко0 торый проходит на выход элемента 2И-НЕ 22 и поступает на счетный вход счетчика 26 импульсов. По фронту входного импульса на выходе счетчика 26 импульсов формируетс  соответствующа  двоична  комбинаци 

5 сигналов. На выходе дешифратора 31 по вл етс  логический коммутирующий элемент 5.1 коммутатора 3 замыкаетс  и подключает первую контролируемую цепь. подключенную к клемме 1 1, к положитель0 кому полюсу ИСТОЧНИКЕ 6 истытательного напр жени . Импульс с выхода элемента 2И-НЕ22 запускает одновибраторы 18 и 19. Длительность импульса однсзибратора 18 больше длительности импульса одновибра5 тора 19 фиг.36, в U2. (фиг.З б,в). Импульс одновибратора 19 обеспечивает предварительную установку сигналов на выходе счетчика 27 импульсов в соответствии с сигналами , поступающими на вход предвари0 тельной установки с выхода счетчика 26 импульсов.

На выходе элемента 2И-НЕ 23 формируетс  импульс, длительность которого равна разности длительности импульсов 1М

5 одновибраторов 18 и 19 (фиг.3) устанавливающий выход триггера 20 в состо ние логической 1. В результате на выходе элемента ЗИ-НЕ 24 по вл етс  логический О, а на выходе элемента 28 останова - логическа 

0 1, котора  увеличивает выходную информацию счетчика 27 импульсов на единицу. Дешифратор 32 преобразует двоичную информацию с выхода счетчика 27 импульсов так, что на его выходе по вл етс  логиче5 ский 0й. В результате коммутирующий элемент 4.2 коммутатора 3 замыкаетс  и подключает электрическую цепь, подсоединенную к клемме 1,2, к ограничивающему резистору 4. В результате электрическа  цепь, подсоединенна  к клемме 1.1 (фиг 1)

испытываетс  на сопротивление изол ции по отношению к электрической цепи, подсоединенной к клемме 1.2. Испытательное напр жение в первый момент равно UMcn+Uflon, т.е. сумме напр жений первого 6 и второго 16 источников испытательного напр жени .

Через паразитную емкость между контролируемыми электрическими цеп ми и включенные параллельно ей конденсаторы 2.1 и 2.2, ограничивающий резистор 14 и измерительный резистор 15 протекает ток зар да, который выдел етс  на измерительном резисторе 15 в виде экспоненциально убывающего напр жени  Us (фиг.Зд). Это напр жение усиливаетс  измерительным блоком 9 и поступает на входы компараторов 10 и 11. Компаратор 11 срабатывает, когда экспоненциальное напр жение превышает пороговое напр жение Unop2 (фиг.З д). Спад импульса компаратора 11 соответствует моменту, когда паразитные емкости между контролируемыми электрическими цеп ми и конденсаторы 2.1 и 2.2 зар д тс  до напр жени  источника 6 испытательного напр жени  иисп (фиг.З е).

По спаду импульса компаратора 11 срабатывает одновибратор 30, который формирует импульс, устанавливающий элемент 34 управлени  ключем в такое состо ние, когда на его выходе имеет место логическа  1. В результате ключ 7 открываетс  и отключает второй источник 16. Испытательное напр жение становитс  равным Uncn. Поскольку паразитна  емкость в этот момент зар жена до напр жени , равного Uncn, то переходный процесс заканчиваетс .

Блок 8 задержки через врем , равное ts относительно спада импульса компаратора 11, вырабатывает строб-импульс, исключающий вли ние переходных процессов в устройстве на работу блока 13 регистрации U (фиг.З ж).

Предел по сопротивлению изол ции контролируемых электрических цепей устанавливаетс  пороговым напр жением Unopi на входе компаратора 10. Если сопротивление изол ции контролируемых электрических цепей равно или установленного предела, то напр жение на выходе измерительного блока 9 недостаточно дл  срабатывани  компаратора 10 (Us 1, фиг.Зд). На выходе Ризол нормы блока 13 регистрации на врем  действи  строб-импульса по вл етс  логический О, который проходит через элемент ЗИ-НЕ 24 и элемент 25 останова и воздействует на счетный вход счетчика 27 импульсов и на установочный вход элемента 34 управлени  ключом Выходна  информаци  счетчика 27 импульсов увеличиваетс  на единицу. На выходе дешифратора 32 по вл етс  логический О, 5 коммутирующий элемент 4.3 коммутатора 3 замыкаетс . Ключ 7 отключаетс ,-а источник 16 испытательного напр жени  включаетс . При этом начинаетс  испытание электрической цепи, подключенной к клемме 1.1, по

0 отношению к электрической цепи, подключенной к клемме 1.3.

В случае, когда сопротивление изол ции между электрическими цеп ми ниже установленного предела, то напр жение на

5 выходе измерительного блока 9 достаточно дл  срабатывани  компаратора 10 (Us 2, фиг.З). На выходе Низол нормы блока 13 регистрации на врем  действи  строб-импульса по вл етс  логический О, который

0 воздействует на элемент 21 останова по браку. На выходе элемента 21 останова по браку по вл етс  логическа  1, котора  включает элемент 25 индикации брака. На выходе элемента 21 останова по браку по5  вл етс  логический О. В результате на элемент ЗИ-НЕ 24 поступает запрет на прохождение импульсов, поступающих на счетчик 27 импульсов. Элемент индикации 29 показывает номера неисправных электри0 ческих цепей.

Дл  продолжени  работы на элемент 21 останова по браку подаетс  команда Продолжение , при этом выходна  информаци  счетчика 27 импульсов увеличиваетс  на

5 единицу и происходит проверка следующей

электрической цепи аналогичным образом.

После проверки электрической цепи,

подключенной к клемме 1.1, по отношению

к электрической цепи, подключенной к

0 клемме 1.N, на старшем выходе дешифратора 32 по вл етс  логический О. В результате выходна  информаци  счетчика 26 импульсов увеличиваетс  на единицу, на выходе первого дешифратора 31 по вл етс 

5 логический О, коммутирующий элемент 5.2 замыкаетс  и подключает электрическую цепь, присоединенную к клемме 2.1, к положительному полюсу источника 6 испытательного напр жени . Проверка электри0 ческой цепи, подключенной к клемме 1.2, по отношению к остальным электрическим цеп м будет происходить аналогичным образом .

После проверки N-1 электрической цепи

5 по отношению к N электрической цепи срабатывает элемент 38 индикации останова и блокируетс  работа счетчика 27 импульсов. Селектор 35 исключает проверку электрической цепи саму на себ 

Конденсаторы 2.1-2.N обеспечивают работоспособность устройства при отсутствии паразитных емкостей между контролируемыми электрическими цеп ми. Величина емкостей конденсаторов 2.1 - 2.N определ етс  бЛстродействием компаратора 11 и од- новибратора 30. Чем выше их быстродействие , тем меньшей может быть емкость конденсаторов 2.1-2.N.

В первый момент после образовани  измерительной цепи паразитные емкости и емкости конденсаторов 2.1-2.N зар жаютс  от источника напр жени , величина напр жени  которого равна сумме напр жений испытательного 6 и дополнительного 16 источников , т.е. Уисп +11доп. В этот момент, когда напр жение на емкости станет равным Иисп, дополнительный источник 16 напр жени  отключаетс  и измерительна  цепь оказываетс  под напр жением только источника испытательного напр жени . Переходный процесс зар да паразитной емкости после отключени  дополнительного источника напр жени  заканчиваетс . Длительность переходного процесса будет тем меньше, чем больше величина напр жени  дополнительного источника напр жени  иДОп. За счет этого предлагаемое устройство дает значительное сокращение длительности переходного процесса.

Емкость конденсаторов 2.1-2.N в устройстве может быть выбрана малой и близкой по величине к значени м паразитных емкостей, так как эти конденсаторы необходимы только при контроле цепей при малых или отсутствующих паразитных св з х. При этом врем  контрол  каждой пары цепей имеет индивидуальное значение и определ етс  емкостными параметрами этой пары, что также позвол ет повысить быстродействие устройства.

Claims (2)

1. Устройство дл  автоматического контрол  сопротивлени  изол ции электрических х цепей, содержащее ключ, конденсаторы по числу контролируемых цепей, соединенные первыми выводами с соответствующими первыми входами коммутатора и соответст- вующими клеммами дл  подключени  контролируемых цепей, а вторыми выводами - между собой, второй вход коммутатора соединен с первым выводом первого источника испытательного напр жени , выход коммутатора соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод первого резистора соединен с первым выводом второго резистора , второй вывод второго резистора соединен с общей шиной устройства, выход

измерительного блока соединен с первым входом первого компаратора, выход которого соединен с первым входом блока регистрации , второй вход первого компаратора

 вл етс  первым входом устройства, блок задержки соединен с вторым входом блока регистрации, блок управлени  соединен первым и вторым выходами соответственно с третьим и четвертым входами коммутатора , отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены второй источник испытательного напр жени  и второй компаратор, причем второй вывод первого источника испытательного

напр жени  соединен с первым выводом второго источника испытательного напр жени , соединенного вторым выводом с общей шиной устройства, управл ющий вход второго источника испытательного напр жени  соединен с выходом ключа, вход которого соединен с третьим выходом блока управлени , второй вывод первого резистора и первый вывод второго резистора соединены с входом измерительного блока, выход

которого соединен с первым входом второго компаратора,хвыход второго компаратора соединен с первым входом блока управлени  и входом блока задержки, первый и второй выходы блока регистрации соединены

соответственно с вторым и третьим входами блока управлени , четвертый, п тый и шестой входы блока управлени   вл ютс  соответственно четвертым, п тым и шестым входами устройства, второй вход второго

компаратора  вл етс  седьмым входом устройства .

2. Устройство поп.1,отличающее- с   тем. что блок управлени  одержит генератор одиночных импульсов, соединенный входом с четвертым входом блока управлени , а выходом - с первым входом первого элемента 2И-НЕ, соединенного вторым входом с первым выходом второго

дешифратора и с первым установочным входом триггера, выход первого элемента -2И- НЕ соединен со счетным входом первого счетчика импульсов и с управл ющими входами первого и второго одновибраторов,

выход первого одновибратора соединен с первым входом второго элемента 2И-НЕ, выход второго одновибратора соединен с вторым входом второго элемента 21Л-НЕ и входом записи второго счетчика импульсов,

выход второго элемента 2И-НЕ соединен с вторым установочным входом триггера, выход которого соединен с первым входом элемента ЗИ-НЕ, первый установочный вход элемента останова по браку соединен с п тым входом блока управлени , второй

установочный вход - с вторым входом блока управлени , первый выход - с входом элемента индикации брака, второй выход - с вторым входом элемента ЗИ-НЕ, соединенного третьим входом с третьим входом блока управлени , а выходом - с первым входом элемента останова, соединенного вторым входом с первым выходом первого дешифратора и с входом элемента индикации останова, выход элемента останова соединен со счетным входом второго счетчика импульсов и с первым установочным входом элемента управлени  ключом, соединенного вторым установочным входом с выходом третьего одновибратора, соединенного входом с первым входом блока управлени , выход элемента управлени  ключом соединен с третьим выходом блока управлени , выход первого счетчика импульсов соединен с вхоUu

дом первого дешифратора, с первым входом элемента индикации отказавшихс  цепей и с входом предварительной установки первого счетчика импульсов, выход второго

счетчика импульсов соединен с входом второго дешифратора и вторым входом элемента индикации отказавших цепей вторые выходы первого дешифратора соединены с соответствующими вторыми выходами блока

управлени  и первыми входами селектора, соединенного вторыми входами с соответствующими вторыми выходами второго дешифратора , а выходами - с соответствующими первыми выходами блока управлени ,

установочные входы первого и второго счетчиков импульсов, третьи установочные входы триггера и элемента останова по браку соединены с шестым входом блока управлени .

йв.2

а)

U,

5)

U2

2) U

U5 Чпар2

$ Утр, В)

4

Фиг.З