专利名称：一种程控电源绝缘电阻和接地电阻综合测试仪的制作方法
技术领域：
本发明属于电气检测技术领域，特别是一种程控电源绝缘电阻和接地电阻综合测 试仪。
背景技术：
电气安全是电气设备正常工作的基本性能要求，其基本指标包括绝缘电阻、接地 电阻、泄漏电流和耐压强度。其中，绝缘电阻是指用绝缘材料隔开的两部分导体之间的电阻 值，其值大小反映了两部分导体之间的绝缘强度；接地电阻是指电气设备的可触及金属体 与该设备引出的接地端(线)之间的电阻，它是一个对人体安全有着直接影响的参数，正常 一般在几十毫欧。目前，国内电器安全性能测试仪大多是单指标测试仪，而且由于要求产生 大电流和高电压，信号电源系统常常采用传统的模拟电路供电，因此笨重且操作不便，测试 精准度也比较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够实现对绝缘电阻、接地电阻进行综合测试，工作 稳定，测试精确度高，并能实现测量、控制、显示一体化的程控电源绝缘电阻和接地电阻综 合测试仪。实现本发明的目的所采用的技术方案是该综合测试仪包括绝缘电阻测试回路、 接地电阻测试回路、A/D转换器、微控制器、键盘和显示器，绝缘电阻测试回路和接地电阻测 试回路的信号输出端均与A/D转换器连接，A/D转换器通过信号传输线与微控制器连接，键 盘和显示器通过接口连接在微控制器上；所述绝缘电阻测试回路由程控直流高压电源、绝缘电阻测试线路、电源电压采集 线路和分压线路组成，电源电压采集线路与绝缘电阻测试线路并联，并与程控直流高压电 源连接，电源电压采集线路和电源电压采集线路的信号输出端分别与所述A/D转换器连 接，电源电压采集线路上设有固定电阻，分压线路的一端通过固定电阻上与电源电压采集 线路连接，另一端并联有若干个采样电阻，该采样电阻通过切换继电器与绝缘电阻测试线 路连接，程控直流高压电源通过信号传输线与所述微控制器连接；所述接地电阻测试回路具有一个程控交流电流电源、该程控交流电流电源通过限 压电阻并接有电压信号采集线路和接地电阻测试线路，所述电压信号采集线路上设有电压 信号采集器和电压真-有效值转换器，其信号输出端与所述A/D转换器连接，所述接地电阻 测试线路上设有电流传感器，其信号输出端与所述A/D转换器连接，电流传感器通过导线 与程控交流电流电源连接，程控交流电流电源通过信号传输线与所述微控制器连接。所述电压真-有效值转换器采用AD536转换器。所述电流传感器采用霍尔电流传感器LEM模块。所述微控制器采用16位单片机87C196。按照上述方案制成的程控电源绝缘电阻和接地电阻综合测试仪，通过绝缘电阻测
3试回路和接地电阻测试回路的设置，并采用微控制器进行切换控制，能够较好地实现电气 设备电源绝缘电阻和接地电阻的综合测试，具有体积小，携带使用方便，工作稳定，测量量 程范围大，测试精确度高，性能可靠，操作简便，能实现测量、控制、显示一体化等优点。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施例方式参看图1，本发明的程控电源绝缘电阻和接地电阻综合测试仪具有一个绝缘电阻 测试回路，用于绝缘电阻的测试；一个接地电阻测试回路，用于接地电阻的测试；一个A/D 转换器2，用于将绝缘电阻测试回路和接地电阻测试回路的电压信号和电流信号分别转换 为数字信号；一个微控制器1，用于绝缘电阻测试或接地电阻测试状态的切换控制和测试 信号的处理、存取；一个用于操作指令输入的键盘15和一个用于测试信息显示的显示器 16。绝缘电阻测试回路和接地电阻测试回路的信号输出端均与A/D转换器2连接，A/D转 换器2通过传输线与微控制器1连接，键盘15和显示器16通过接口连接在微控制器1上。 所述绝缘电阻测试回路由程控直流高压电源7、绝缘电阻测试线路、电源电压采集线路和分 压线路组成。电源电压采集线路与绝缘电阻测试线路并联，并与程控直流高压电源7连接。 电源电压采集线路的信号输出端分别与所述A/D转换器2连接。在电源电压采集线路上设 有固定电阻6，分压线路的一端通过固定电阻8与电源电压采集线路连接；另一端并联有若 干个采样电阻3，该采样电阻3通过切换继电器4与绝缘电阻测试线路连接，用于在微控制 器1的控制下自动进行量程的切换，以保障测量精度和实现绝缘电阻的全程测量。程控直 流高压电源7通过信号传输线与所述微控制器1连接，用于测试状态的切换。所述接地电 阻测试回路具有一个程控交流电流电源9、该程控交流电流电源9通过限压电阻10并接有 电压信号采集线路和接地电阻测试线路，所述电压信号采集线路上设有电压信号采集器13 和电压真-有效值转换器14，其信号输出端与所述A/D转换器2连接。所述电压真-有效 值转换器14可采用AD536转换器，AD536具有使用简单、外围电路少、可选择单双供电模式 等优点，广泛用于测试仪表中。所述接地电阻测试线路上设有电流传感器12，其信号输出端 与所述A/D转换器2连接，电流传感器12通过导线与程控交流电流电源9连接。所述电流 传感器12可采用霍尔电流传感器LEM模块，它可以测量任意波形的电流信号，其精度高、线 性度好、响应速度快、过载能力强，并且原级电路和次级电路完全隔离。程控交流电流电源 9通过信号传输线与所述微控制器1连接，用于测试状态的切换。所述微控制器1可采用 16位单片机87C196，其内部有13个通道的具有采样保持功能的8位或10位A/D转换器、 16KB ROM和488Byte RAM，主频可达20MHz，在12MHz时A/D转换时间为22 μ S，具有很强的 信号处理能力，并且可提控占空比可变最高分辨率为1/65536 (16位)的PWM信号；采用键 盘15、显示芯片8279，可预置并显示电流、电压、电阻及检测时间，使操作更加简便。工作原理该综合测试仪在使用时，可根据待测电阻的种类，通过操作微控制器1 切换工作状态(绝缘电阻测试状态或接地电阻测试状态)，并且根据工作状态选择程控直 流高压电源7或者程控交流电流电源9作为待测电阻5或待测电阻7的测试电源，将待测 电阻7或待测电阻9接在绝缘电阻测试线路或接地电阻测试线路上，通过A/D转换器2输入微控制器1进行闭环控制和测量。在进行绝缘电阻的测试时，程控直流高压电源7在微控制器1的控制下产生 IEC61010标准所要求的三种直流电压信号Q50VDC、500VDC、1000VDC)，施加至待测电阻5。 该综合测试仪的绝缘电阻测试范围可设定为0.01ΜΩ-1000ΜΩ，由于A/D转换系统只能采 集0V-5V的直流电压信号，所以为了保障系统的测量精度和实现绝缘电阻的全程测量，采 用采样电阻3进行自动量程切换，由微控制器通过继电器控制开关4在4个不同大小的采 样电阻(0. 1ΚΩ、1ΚΩ、10ΚΩ、100ΚΩ)中选择，在被测信号超量程或者欠量程时能自动调 整到合适的量程。在测试过程中，当被测电阻5的阻值较小时，由于采样电阻3的分压作 用，加在被测电阻5两端的电压明显要低于要求电压值。为了解决这一问题，本综合测试仪 在被测电阻5前加入电压采样环节，即在输入端并联电阻6，高压经电阻串联衰减得到采样 电压Ul。Ul与采样电阻3上的电压采样值U2的电势差即为待测电阻5两端的实际电压。 这样，可通过微控制器1进行比对后输出电压控制信号，控制程控直流高压电源7的电压幅 度，从而可以精确控制施加在待测电阻55上的电压，提高测试精度。然后，通过测量采样电 阻3上的电压U2和采样电阻3的阻值检测出流过待测电阻5的电流，再根据设定的施加在 待测电阻5上的电压计算出待测电阻5的阻值。在进行接地电阻的测试时，根据IEC61010标准，程控交流电流电源9产生电器额 定电流的1.5倍或25Α的交变电流(两者中选取较大的)，且空载电压不超过12V。使其在 接地线柱(或接地极)与各个易被触及的金属件间流过，通过测量压降，根据施加电流值计 算出接地电阻值(接地电阻不应超过0.1 Ω)。
权利要求
1.一种程控电源绝缘电阻和接地电阻综合测试仪，其特征在于它包括绝缘电阻测试 回路、接地电阻测试回路、A/D转换器、微控制器、键盘和显示器，绝缘电阻测试回路和接地 电阻测试回路的信号输出端均与A/D转换器连接，A/D转换器通过信号传输线与微控制器 连接，键盘和显示器通过接口连接在微控制器上；所述绝缘电阻测试回路由程控直流高压电源、绝缘电阻测试线路、电源电压采集线路 和分压线路组成，电源电压采集线路与绝缘电阻测试线路并联，并与程控直流高压电源连 接，电源电压采集线路和电源电压采集线路的信号输出端分别与所述A/D转换器连接，电 源电压采集线路上设有固定电阻，分压线路的一端通过固定电阻上与电源电压采集线路连 接，另一端并联有若干个采样电阻，该采样电阻通过切换继电器与绝缘电阻测试线路连接， 程控直流高压电源通过信号传输线与所述微控制器连接；所述接地电阻测试回路具有一个程控交流电流电源、该程控交流电流电源通过限压电 阻并接有电压信号采集线路和接地电阻测试线路，所述电压信号采集线路上设有电压信号 采集器和电压真-有效值转换器，其信号输出端与所述A/D转换器连接，所述接地电阻测试 线路上设有电流传感器，其信号输出端与所述A/D转换器连接，电流传感器通过导线与程 控交流电流电源连接，程控交流电流电源通过信号传输线与所述微控制器连接。
2.如权利要求1所述的程控电源绝缘电阻和接地电阻综合测试仪，其特征在于所述 电压真-有效值转换器采用AD536转换器。
3.如权利要求1所述的程控电源绝缘电阻和接地电阻综合测试仪，其特征在于所述 电流传感器采用霍尔电流传感器LEM模块。
4.如权利要求1所述的程控电源绝缘电阻和接地电阻综合测试仪，其特征在于所述 微控制器采用16位单片机87C196。
全文摘要
本发明属公开了一种程控电源绝缘电阻和接地电阻综合测试仪，它包括绝缘电阻测试回路、接地电阻测试回路、A/D转换器、微控制器、键盘和显示器，绝缘电阻测试回路和接地电阻测试回路的信号输出端均与A/D转换器连接，A/D转换器通过信号传输线与微控制器连接，键盘和显示器通过接口连接在微控制器上，该综合测试仪能够较好地实现电气设备电源绝缘电阻和接地电阻的综合测试，具有体积小，携带使用方便，工作稳定，测量量程范围大，测试精确度高，性能可靠，操作简便，能实现测量、控制、显示一体化等优点。
文档编号G01R27/20GK102128984SQ20101057384
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者赵岩 申请人:河南省电力公司南阳供电公司