專利名稱：便攜式自動量程數(shù)字兆歐表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及絕緣材料的測試。
在電氣設(shè)備的生產(chǎn)、維修和常規(guī)維護(hù)中，大量使用著測試設(shè)備絕緣電阻的兆歐表，其工作電壓為500V、1000V等，如ZC11D型搖表，ZC42型市電式兆歐表等等。ZC11D搖表為傳統(tǒng)兆歐表，采用流比計原理，手搖發(fā)電，其量程范圍窄，操作不方便，不能連續(xù)使用。ZC42型市電式兆歐表雖然克服了手搖發(fā)電的缺點，可以連續(xù)工作，但仍然采用了用微安表頭測電流的方法，無法解決指針式表讀數(shù)非線性問題，近幾年來出現(xiàn)幾種數(shù)字兆歐表，但其量程窄，手動換檔，使用仍欠方便。
本實用新型的目的在于提供一種量程范圍寬，自動轉(zhuǎn)換，使用方便，便于攜帶的絕緣材料測試工具。
本實用新型采取雙支路電壓比較法，用如下方式實現(xiàn)。
本實用新型包括由觸發(fā)器構(gòu)成的工作控制電路，由計數(shù)／分配器I2、模擬開關(guān)I3、集成穩(wěn)壓器I4、晶體管T1、T2和脈沖變壓器TR1構(gòu)成的直流電壓發(fā)生器，衰減放大電路，A／D轉(zhuǎn)換器，顯示電路，由加減計數(shù)器、與非門、觸發(fā)器和分頻器構(gòu)成的量程轉(zhuǎn)換電路，由電壓比較器構(gòu)成的保護(hù)電路，低電源電壓指示電路，雙支路取樣電路，直流電源和面板。直流電壓發(fā)生器與工作控制電路相連接，它的輸出端上連接有G、E端鈕，雙支路取樣電路加在G、E端鈕之間，衰減放大電路和A／D轉(zhuǎn)換器相連接，從取樣電路輸出的信號電壓，分別送入衰減放大電路和A／D轉(zhuǎn)換器，顯示電路與A／D轉(zhuǎn)換器相連接，量程轉(zhuǎn)換電路分別與衰減放大電路、A／D轉(zhuǎn)換器和顯示電路相連接，保護(hù)電路連接在工作控制電路和取樣電路之間，顯示電路上還連接有低電源電壓指示電路。工作時，直流電壓發(fā)生器產(chǎn)生直流工作電壓V，加在測試端鈕E、G上，通過電阻Ra、Rb分壓，得到取樣電壓V1。
V1＝VRb／(Ra＋Rb)電壓V通過未知電阻Rx加到取樣電阻Ro上，得到另一路取樣電壓V2。
V2＝VRo／(Ro＋Rx)這樣，V1／V2＝［VRb／(Ra＋Rb)］／［VRo／(Ro＋Rx)］＝Rb(Ro＋Rx)／Ro／(Ra＋Rb)由此求出，Rx＝［Ro(Ra＋Rb)／Rb］(V1／V2)－Ro當(dāng)取樣電阻Ro滿足條件Ro＜＜Rx時，Rx＝［Ro(Ra＋Rb)／Rb)］(V1／V2)利用A／D轉(zhuǎn)換器完成除法運算V1／V2。適當(dāng)選取放大量和Ro、Ra、Rb的值，則可以直接以顯示的數(shù)字表示Rx。
本實用新型在L端鈕和取樣電路之間設(shè)置了擴(kuò)展量程電阻和開關(guān)。工作控制電路也可以由四與非門構(gòu)成。
本實用新型的優(yōu)點是1.量程范圍寬?；竟ぷ麟妷簽?00V或1000V，基本量程為20－20000MΩ(也可以設(shè)計成20－200000MΩ)。通過擴(kuò)展量程開關(guān)可以擴(kuò)展量程0－20MΩ。2.自動轉(zhuǎn)換，操作方便。3.使用安全。本實用新型設(shè)置的保護(hù)電路，既可保護(hù)電路器件，又能使操作安全。4.體積小，重量輕，便于攜帶。全部電路元件安裝在一塊電路板上，采用6節(jié)5號電池供電。
下面結(jié)合實施例附圖對本實用新型作進(jìn)一步的描述。
附


圖1.本實用新型電路原理框圖。其中，1－工作控制電路，2－直流電壓發(fā)生器，3－衰減放大電路，4－A／D轉(zhuǎn)換器，5－顯示電路，6－量程轉(zhuǎn)換電路，7－保護(hù)電路，8－低電源電壓指示電路，9－雙支路取樣電路。
附圖2.本實用新型電路圖(一)。其中，I1－雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(4044)，I2－計數(shù)／分配器(4022)，I3－四路模擬開關(guān)(4066)，I4－集成穩(wěn)壓器(7805)，I5－計數(shù)／分頻器(4060)，I6－雙四路模擬開關(guān)(4052)，I7－加／減計數(shù)器(40193)，I8－三與非門(4023)，I9－雙D觸發(fā)器(4013)，I10－四與非門(4011)，I11－電壓比較器(LM358)，I12－負(fù)電壓轉(zhuǎn)換器(7660)，I13－斬波運算放大器(7650)，TR1－脈沖變壓器，R11－擴(kuò)展量程電阻，K4－擴(kuò)展量程開關(guān)。
附圖3.本實用新型電路圖(二)。其中，I14－四異或門(4030)，A／D轉(zhuǎn)換器4采用MC14433，I16、I17、I18、I19－譯碼驅(qū)動器(4543)，A－液晶顯示片(LD－B7015A)。顯示電路由譯碼驅(qū)動器I16～I(xiàn)19、四異或門I14和液晶顯示片A構(gòu)成。四異或門I14和模擬開關(guān)I6－2一起構(gòu)成小數(shù)點顯示電路。I14還和T3等構(gòu)成低電源電壓電壓指示電路。
參見附圖2、3，接通電源后，由于電容C1的瞬間短路作用，觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器I1置位端，I1輸出高電位，使I2清零，直流電壓發(fā)生器2不工作，無直流電壓輸出。按下微動開關(guān)K2，觸發(fā)I1置零端，I1輸出低電位，啟動直流電壓發(fā)生器2工作，由I2產(chǎn)生時序脈沖，通過多路開關(guān)I3控制晶體管T1、T2輪流導(dǎo)通，形成脈沖電壓，經(jīng)脈沖變壓器TR1升壓，再倍壓整流，形成直流電壓V，輸出到G，E端鈕。取樣電路，一路由R16、W1、R17組成(相當(dāng)于框圖中的Ra、Rb)，從W1取出電壓信號，送至A／D轉(zhuǎn)換器4的Vi引腳，另一路由外接待測電阻RX、R5、R6組成(R5、R6相當(dāng)于框圖中的Ro)。由R5上取出電壓信號，送入衰減放大電路3，通過雙向模擬開關(guān)I6－1送至斬波運算放大器I13，經(jīng)I13放大后，輸出到A／D轉(zhuǎn)換器4的Vr引腳，在A／D轉(zhuǎn)換器4中完成Vi／Vr除法運算，結(jié)果送顯示電路顯示。A／D轉(zhuǎn)換器4內(nèi)部產(chǎn)生的振蕩信號，經(jīng)T4整形后，送至I2，作為I2的時鐘脈沖信號。W1用于阻值校準(zhǔn)。
從A／D轉(zhuǎn)換器4中輸出的過量程信號和欠量程信號，送至量程轉(zhuǎn)換電路6，通過I10、I9、I8做出邏輯判斷，送入加減計數(shù)器I7，由I7輸出控制信號，使多路開關(guān)I6的不同支路導(dǎo)通，取得不同的衰減信號，完成自動量程轉(zhuǎn)換。I5提供量程轉(zhuǎn)換所需要的秒脈沖信號。
從L端鈕輸入的信號經(jīng)R5、R6分壓，通過R7加在I11上，當(dāng)外接試品阻值在正常測試范圍內(nèi)，I11不起作用，當(dāng)外接試品阻值小于18MΩ或短路時，V－大于V＋，I11輸出低電位，觸發(fā)I1使工作電壓立即中斷，這樣既保護(hù)了電路器件，也保證了操作的安全。
微動開關(guān)K3用于測試完成后的人為中斷。
開關(guān)K4通常閉合，R11不起作用，當(dāng)試品電阻小于20MΩ時，可以將開關(guān)K4斷開，使20MΩ電阻R11串入被測試品電路，讀數(shù)時，減去20MΩ，即為試品實際電阻值。這樣可以將量程擴(kuò)展到0－20MΩ。
附圖4.本實用新型面板示意圖。其中，L、E、G－測試端鈕，K1－電源開關(guān)，K2－工作啟動開關(guān)，K3－中斷開關(guān)，K4－擴(kuò)展量程開關(guān)。
權(quán)利要求1.一種便攜式自動量程數(shù)字兆歐表，包括連接在G、E端鈕之間的雙支路取樣電路9，A/D轉(zhuǎn)換器4，由電壓比較器I11構(gòu)成的保護(hù)電路7，低電源電壓指示電路8，直流電源和面板，其特征在于還包括由觸發(fā)器I1構(gòu)成的工作控制電路1，由計數(shù)/分配器I2、模擬開關(guān)I3集成穩(wěn)壓器I4、晶體管T1、T2和脈沖變壓器TR1構(gòu)成的直流電壓發(fā)生器2，衰減放大電路3，顯示電路5，由加減計數(shù)器I7、與非門I8、I10、觸發(fā)器I9和分頻器I5構(gòu)成的量程轉(zhuǎn)換電路6，直流電壓發(fā)生器2與工作控制電路1相連接，它的輸出端上連接有G、E端鈕，雙支路取樣電路9加在G、E端鈕之間，衰減放大電路3和A/D轉(zhuǎn)換器4相連接，從取樣電路9中輸出的信號電壓，分別送入衰減放大電路3和A/D轉(zhuǎn)換器4，顯示電路5與A/D轉(zhuǎn)換器4相連接，量程轉(zhuǎn)換電路6分別與衰減放大電路3、A/D轉(zhuǎn)換器4和顯示電路5相連接，保護(hù)電路7連接在工作控制電路1和雙支路取樣電路9之間，顯示電路5上還連接有低電源電壓指示電路8。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字兆歐表，其特征在于在L端鈕和雙支路取樣電路9之間設(shè)置了用于擴(kuò)展量程的電阻R11和開關(guān)K4。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字兆歐表，其特征在于所述工作控制電路1還可以由四與非門構(gòu)成。
專利摘要本實用新型提供了一種便攜式自動量程數(shù)字兆歐表。它包括由觸發(fā)器構(gòu)成的工作控制電路，直流電壓發(fā)生器，衰減放大電路，A/D轉(zhuǎn)換器，顯示電路，由加減計數(shù)器，與非門、觸發(fā)器和分頻器構(gòu)成的量程轉(zhuǎn)換電路，由電壓比較器構(gòu)成的保護(hù)電路，低電源電壓指示電路，雙支路取樣電路，直流電源和面板。本實用新型量程范圍寬，自動轉(zhuǎn)換，使用安全方便，體積小，重量輕，便于攜帶，是一種新型的絕緣材料測試工具。
文檔編號G01R27/02GK2129419SQ9222795
公開日1993年4月7日 申請日期1992年7月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月14日
發(fā)明者陳力生 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)