电子式绝缘电阻表

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1、电子式绝缘电阻表曹作群肖红清王萍张力延吴建平（湖北省计量测试技术研究院，武汉430071）摘要本文介绍了集成电路组成的电子式绝缘电阻表的基本电路及其特点。关键词电子式集成电路绝缘电阻表工作电池（DC12V）使电路启动后工作，开关稳压控制电路输出的脉冲信号经由开关管、脉冲变压器组成的调制升压电路放大升压，再经过倍压整流输出直流测试电压。直流测试电压加在被测电阻、测量采样电路两端，流过被测电阻的电流在测量采样器件上形成采样电位，与参考电位比较后使量程转换电路工作；与此同时!-"变换测量指示电路将测量采样电位变换成对应的电流，并由电路

2、中的直流电流表头指示（刻度）出被测电阻的阻值。以下对各电路分析介绍。1.测量电源电路电子式绝缘电阻表的测量电源电路主要由集成脉宽调制开关稳压控制电路IC1和相应的外部电路组成。见图2。IC1内部电路包括基准电压源、振荡器、误差放大器、脉宽比较器、触发器、输出控制电路、输出晶体管和空载时间电路等。图2电路为DC———DC变换电路，变换过程为：J电路工作电源B（12V）接通后电路起动，IC1内部产生的5V基准电压由（14）、（7）端输出、经分压后给两个误差放大器的（15）、（2）端分别提供参考电位，与此同时IC1内部振荡器产生某一频

3、率的锯齿波一、前言目前我国生产和使用中的绝缘电阻表多为手摇发电机流比计结构。其主要缺点是测量准确度等级低（10级），使用时需用手摇，生产时需要多种金属材料和磁性材料，而这些材料的生产要耗费能源并对环境造成一定的污染。随着电子技术及其器件的发展，电子式绝缘电阻表的研究、开发和生产已成为国内外行业的发展方向，其主要特点是：测量准确度高（5级），低功耗（5号电池供电）、手持式结构。一表多用（多量程），使用方便（按键测量）。下面具体介绍。二、工作过程及电路分析电子式绝缘电阻表的结构框图见图1。计量技术2001NO5·30·测量与设备信号

4、、经内部比较器比较后输出脉冲信号；脉冲信号通过触发器和输出控制端使输出晶体管工作在单端放大状态，其输出信号驱动外接大功率开关管T1工作；T1的输出信号经脉冲变压器B2升压，D1、D2整流，C9C10滤波后输出所需的直流电压（100~10kV）。输出直流电压经由R15、R14、R13、R12分压后，R15上的采样反馈电压加在误差放大器的（1）端，当（1）端电压与（2）端的参考电位相等同，IC1输出的脉冲信号宽度（占空比）为某一固定值，电路的输出直流电压稳定在某一值。当电路的输出直流电压受到某些因素影响而变高或变低时，采样反馈电压也

5、会随之而变，误差放大器（1）端与（2）端会相应产生正或负的电位差，电位差经放大，比较后会使脉冲信号的宽度变窄或变宽，开关管T1的导通周期会减小或增大，从而使电路的输出电压回降或回升，直至（1）端电压等于（2）端电位，此时电路的输出直流电压稳定在原设定值。当输出直流电压正、负短路时，短路电流（最大为2mA）在R10、W2和稳压二极管上形成的电位同样加在误差放大器的（1）端，当（1）端电位（通过调节W1）与（2）端参考电位相等时，T1仍然工作在开关状态，工作电源B的功耗电流仅为100mA。上述自动稳压过程形成了一个闭环调整系统。其主

6、要特点是：通过改变采样分压器的参数，可以方便地获得多种直流电压。由于T1始终工作在饱和导通和截止状态（开关状态），当其处于饱和导通状态时，集电极电流虽然很大，但饱和压降却很低；当其处于截止状态时，饱和压降虽然很高，而集电极电流几乎为0。因此T1的功耗极小，为小容量电池供电、低功耗设计提供了空间。2电阻测量电路图2电路中的输出直流电压作为工作电源电压加在被测绝缘电阻Rx上，因此测量电路中具有一定的电流。通过对电流或与Rx串联电路中电阻或二极管上的电压进行采样，再经过I/I或U/I变换组成电阻测量电路，见图3。图3为V/I变换电阻测

7、量电路，由2个1/2集成运算放大器或一个双集成运放和磁电系!表组成。测量采样电压Ux与被测电阻Rx有关，电路中流过!表头的电流与Ux的数学关系式为I=Ux/Rs，因而可在直流磁电系表头上直接刻度出被测电阻的阻值。该电路的主要特点是：采用了同相输入方式，提高了输入电阻，电路中配置的磁电系电流表头为超薄型，准确度等级比交叉线圈流比计高2级，因此测量准确度比手摇式仪表高。3量程扩展电路电子式绝缘电阻表的测量量程可以扩展成双刻度，即高、低量程可转换。见图4。量程扩展电路由1/2集成双运放，集成四双向模拟电子开关和射极跟随器组成。IC1产

8、生的5V基准电压经分压后加至IC2/2的正相端（5），作为高低量程转换的参考电位，IC2/2（6）端电位取决于测量采样电位Ux。当（6）端电位低于（5）端电位时，IC（27）端输出高电平，通过射极跟随器T2向电子计量技术2001NO5开关控制端（13、6）提供高