一种绝缘电阻采样电路及其校准方法和绝缘电阻采样方法与流程

本发明涉及绝缘电阻采样，尤其涉及一种绝缘电阻采样电路及其校准方法和绝缘电阻采样方法。

背景技术：

1、在电力电气领域，一般的绝缘检测方法都是平衡电桥法，通过开关的切换控制电阻接入到高压和地之间，通过基尔霍夫定律(包括基尔霍夫第一定律(kcl)和基尔霍夫第二定律(kvl))计算出高压与地之间的等效电阻从而实现绝缘的检测。

2、在实际工程应用中，接入到高压和地之间的电阻阻值存在误差，一般来说，接入的电阻阻值误差为1％。然而，平衡桥电路对阻值的变化敏感，阻值的1％的误差会导致绝缘采样结果10％以上的误差。由于用常规方法进行绝缘采样的结果存在10％的误差，所以工程上一般会妥协，接受15％的误差甚至30％的误差，但是较大的绝缘误差会对控制和安全带来潜在的隐患。在现有技术中，通过提升电阻的精度可以提升采样精度，但是会导致成本的大幅度上升。

技术实现思路

1、本发明提供了一种绝缘电阻采样电路及其校准方法和绝缘电阻采样方法，在无需提升电阻精度的前提下有效提升绝缘电阻的采样精度，从而提高了含绝缘电阻产品的安全性和可靠性。

2、本发明提供了一种绝缘电阻采样电路的校准方法，包括：通过控制绝缘电阻采样电路的平衡电桥桥臂的通断，采集各平衡电桥桥臂的测量电阻的校准实际分压；其中，所述绝缘电阻采样电路包括第一平衡电桥桥臂和第二平衡电桥桥臂，且第一平衡电桥桥臂的采样电阻安装位置上设置有第一已知电阻，所述第二平衡电桥桥臂的采样电阻安装位置上设置有第二已知电阻；各所述平衡电桥桥臂分别包括至少两个桥臂电阻，并将各所述平衡电桥桥臂中的部分桥臂电阻作为测量电阻；

3、分别计算各平衡电桥桥臂的测量电阻的理论分压，并结合采集的各平衡电桥桥臂的测量电阻的校准实际分压，确定各所述平衡电桥桥臂的电压比例系数，以完成所述绝缘电阻采样电路的校准。

4、作为优选方案，本发明公开的绝缘电阻采样电路的校准方法通过在绝缘电阻采样电路的平衡电桥桥臂采样电阻安装位置上设置已知电阻，根据各平衡电桥桥臂的桥臂分压，能够对桥臂电阻的阻值关系进行校准获得准确的分压系数，从而获得桥臂电阻的准确的总分压，并计算各平衡电桥桥臂的测量电阻的理论分压。根据各平衡电桥桥臂的测量电阻的理论分压和采集的校准实际分压，确定各所述平衡电桥桥臂的电压比例系数，以完成所述绝缘电阻采样电路的校准，以使在实际工作中绝缘电阻采样电路对待测绝缘电阻的阻值进行采样时，能够根据该电压比例系数对实际工作中绝缘电阻采样电路的桥臂分压进行校准，校准后得到精度更高的电压数据，从而提高根据校准后的电压数据计算的绝缘采样电路的待测绝缘电阻的阻值的准确性。因此，本发明公开的绝缘电阻采样精度校准方法可以选用低成本低精度的桥臂电阻，通过在采样电阻安装位置上设置的已知电阻对低成本低精度的桥臂电阻的阻值关系进行校准获得准确的分压系数，能在不增加成本的前提下提高绝缘采样的精度，进而提高产品的安全性和可靠性。

5、进一步地，分别计算各平衡电桥桥臂的测量电阻的理论分压，并结合采集的各平衡电桥桥臂的测量电阻的校准实际分压，确定各所述平衡电桥桥臂的电压比例系数，具体为：

6、将各所述平衡电桥桥臂的测量电阻的理论分压与对应的校准实际分压的比值作为各所述平衡电桥桥臂的电压比例系数，其中，各所述平衡电桥桥臂的测量电阻的理论分压根据各桥臂电阻的额定阻值计算而来。

7、相应地，本发明还提供一种绝缘电阻采样电路的校准装置，包括：采集模块和计算模块；

8、其中，所述采集模块用于通过控制绝缘电阻采样电路的平衡电桥桥臂的通断，采集各平衡电桥桥臂的测量电阻的校准实际分压；其中，所述绝缘电阻采样电路包括第一平衡电桥桥臂和第二平衡电桥桥臂，且第一平衡电桥桥臂的采样电阻安装位置上设置有第一已知电阻，所述第二平衡电桥桥臂的采样电阻安装位置上设置有第二已知电阻；各所述平衡电桥桥臂分别包括至少两个桥臂电阻，并将各所述平衡电桥桥臂中的部分桥臂电阻作为测量电阻；

9、所述计算模块用于分别计算各平衡电桥桥臂的测量电阻的理论分压，并结合采集的各平衡电桥桥臂的测量电阻的校准实际分压，确定各所述平衡电桥桥臂的电压比例系数，以完成所述绝缘电阻采样电路的校准。

10、作为优选方案，本发明公开的绝缘电阻采样电路的校准装置的采集模块通过在绝缘电阻采样电路的采样电阻安装位置上设置已知电阻后采集各平衡电桥桥臂的桥臂分压；计算模块根据各平衡电桥桥臂的桥臂分压，能够对桥臂电阻的阻值关系进行校准获得准确的分压系数，从而获得桥臂电阻的准确的总分压，并计算各平衡电桥桥臂的测量电阻的理论分压。根据各平衡电桥桥臂的测量电阻的理论分压和采集的校准实际分压，确定各所述平衡电桥桥臂的电压比例系数，以完成所述绝缘电阻采样电路的校准，以使在实际工作中绝缘电阻采样电路对待测绝缘电阻的阻值进行采样时，能够根据该电压比例系数对实际工作中绝缘电阻采样电路的桥臂分压进行校准，校准后得到精度更高的电压数据，从而提高根据校准后的电压数据计算的绝缘采样电路的待测绝缘电阻的阻值的准确性。因此，本发明公开的绝缘电阻采样精度校准装置选用了低成本低精度的桥臂电阻，通过对其阻值关系进行校准获得准确的分压系数，能在不增加成本的前提下提高绝缘采样的精度，进而提高产品的安全性和可靠性。

11、进一步地，所述计算模块包括电压比例系数计算单元；

12、电压比例系数计算单元用于将各所述平衡电桥桥臂的测量电阻的理论分压与对应的校准实际分压的比值作为各所述平衡电桥桥臂的电压比例系数，其中，各所述平衡电桥桥臂的测量电阻的理论分压根据各桥臂电阻的额定阻值计算而来。

13、相应地，本发明还提供一种绝缘电阻采样电路的绝缘电阻采样方法，包括：经过如上述的绝缘电阻采样电路的校准方法获得第一平衡电桥桥臂的第一电压比例系数和第二平衡电桥桥臂的第二电压比例系数；

14、将所述第一已知电阻替换为第一绝缘电阻，将所述第二已知电阻替换为第二绝缘电阻，通过控制基于平衡电桥的绝缘电阻采样电路的通断，采集各平衡电桥桥臂的测量电阻的实际分压；

15、根据各平衡电桥桥臂的测量电阻的实际分压以及所述第一电压比例系数、第二电压比例系数，计算第一绝缘电阻阻值和第二绝缘电阻阻值作为绝缘电阻的采样结果。

16、进一步地，经过如上述的绝缘电阻采样电路的校准方法获得第一平衡电桥桥臂的第一电压比例系数和第二平衡电桥桥臂的第二电压比例系数，包括：

17、设置不同环境温度，将不同环境温度和分别对应的电压比例系数的映射关系储存在数据库中；

18、所述根据各平衡电桥桥臂的测量电阻的实际分压以及所述第一电压比例系数、第二电压比例系数，计算第一绝缘电阻阻值和第二绝缘电阻阻值作为绝缘电阻的采样结果包括：

19、采集实际环境温度，根据实际环境温度映射获得对应的第一电压比例系数、第二电压比例系数，根据各平衡电桥桥臂的测量电阻的实际分压以及所述第一电压比例系数、第二电压比例系数计算第一绝缘电阻阻值和第二绝缘电阻阻值。进一步地，所述经过如上述的绝缘电阻采样电路的校准方法获得第一平衡电桥桥臂的第一电压比例系数和第二平衡电桥桥臂的第二电压比例系数，包括：

20、通过使用不同阻值的第一已知电阻、第二已知电阻，获得不同的各平衡电桥桥臂的测量电阻的校准实际分压和对应的第一电压比例系数、第二电压比例系数的映射关系储存在数据库中；

21、所述根据各平衡电桥桥臂的测量电阻的实际分压以及所述第一电压比例系数、第二电压比例系数，计算第一绝缘电阻阻值和第二绝缘电阻阻值作为绝缘电阻的采样结果包括：

22、根据各平衡电桥桥臂的测量电阻的实际分压及其映射对应的第一电压比例系数、第二电压比例系数，计算第一绝缘电阻阻值和第二绝缘电阻阻值作为绝缘电阻的采样结果。

23、进一步地，根据校正后的桥臂分压计算第一绝缘电阻阻值和第二绝缘电阻阻值作为绝缘电阻的采样结果，具体为：

24、根据各平衡电桥桥臂的电压比例系数对所述平衡电桥桥臂上的桥臂电阻之间的阻值比例关系进行校正，并根据校正后的阻值比例关系和各平衡电桥桥臂的测量电阻的实际分压，通过基尔霍夫定律分别计算得到所述第一待测绝缘电阻和所述第二待测绝缘电阻的阻值作为绝缘电阻的采样结果。

25、作为优选方案，本发明通过绝缘电阻采样电路的平衡电桥桥臂通断来控制桥臂电阻和采样电阻接入到高压和地之间，并先通过在绝缘电阻采样电路的采样电阻安装位置上设置已知电阻，根据各平衡电桥桥臂的桥臂分压，能够对桥臂电阻的阻值关系进行校准获得准确的分压系数，从而获得桥臂电阻的准确的总分压，并计算各平衡电桥桥臂的测量电阻的理论分压。根据各平衡电桥桥臂的测量电阻的理论分压和采集的校准实际分压，确定各所述平衡电桥桥臂的电压比例系数，以完成所述绝缘电阻采样电路的校准；再通过在绝缘电阻采样电路的采样电阻安装位置上设置绝缘电阻，通过校准后的绝缘电阻采样电路，计算出绝缘电阻阻值，以实现绝缘电阻的检测，并在不增加成本的前提下提高绝缘采样电路的绝缘采样精度，进而提高产品的安全性和可靠性。

26、相应地，本发明还提供一种绝缘电阻采样电路，包括：第一平衡电桥桥臂和第二平衡电桥桥臂；各所述平衡电桥桥臂包括至少两个桥臂电阻；

27、其中，各所述平衡电桥桥臂设置有对应的电压比例系数，所述平衡电桥桥臂的电压比例系数用于对所述绝缘电阻采样电路采集的绝缘电阻阻值进行校正；所述电压比例系数经过如上述的绝缘电阻采样电路的校准方法获得。

28、进一步地，第一平衡电桥桥臂的桥臂电阻串联一端接入电源负极，另一端接地；第二平衡电桥桥臂的桥臂电阻串联一端接入电源正极，另一端接地；所述第一平衡电桥桥臂的采样电阻一端接入电源负极，另一端接地；所述第二平衡电桥桥臂的采样电阻一端接入电源正极，另一端接地。

29、作为优选方案，本发明公开的绝缘电阻采样电路在实际工作中对待测绝缘电阻的阻值进行采样时，选用了低成本低精度的桥臂电阻，通过在采样电阻安装位置上设置的已知电阻对低成本低精度的桥臂电阻的阻值关系进行校准获得准确的电压比例系数，校准后得到精度更高的电压数据，从而在不增加成本的前提下提高绝缘采样的精度下提高根据校准后的电压数据计算的绝缘采样电路的待测绝缘电阻的阻值的准确性，进而提高产品的安全性和可靠性。

30、相应地，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如本
技术实现要素：
所述的一种绝缘电阻采样电路的校准方法。