CN106249050A - 一种高电阻测量仪 - Google Patents
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Abstract
一种高电阻测量仪，用来测量阻值高的电阻或绝缘电阻或检测电气设备是否漏电。其包括振荡电路、稳压单元、升压电路、整流滤波电路以及显示单元；振荡电路由运算放大器A1、电阻R1、R2、R3、R11和电容C1组成，运算放大器A1的输出端输出一方波信号，升压电路对方波信号进行功率放大和升压，由三极管T1、升压变压器B1组成；整流滤波电路将升压变压器输出的高压交流电转换成直流电压，显示单元为一微安表与被测电阻串联在直流电压回路中；稳压单元将升压变压器输出电压与一基准电压进行比较，比较结果用来调整振荡电路的振荡频率，实现升压变压器输出电压的稳定；其重量轻，使用方便，具有稳压功能输出的电压不受负载变化的影响，测量精度较高。
Description
技术领域
本发明涉及一种高电阻测量仪，用来测量阻值高的电阻或绝缘电阻或检测电气设备是否漏电。
背景技术
传统的高电阻测量仪（如兆欧表）一般为发电机式，其结构包括手摇发电机和微安表，其工作原理是，通过对手摇发电机产生的交流电进行升压，其输出电压施加在被测对象的两级，微安表串接在输出电压回路中，微安表显示流过被测对象的电流，由于输出电压为一固定值，根据欧姆定律可得出被测对象的绝缘电阻。这种结构的兆欧表重量大，其输出电压与手摇发电机转速有关，测量的精度不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种高电阻测量仪，它由电子元件构成重量轻，其输出电压稳定，具有较高的测量精度。
本发明的技术方案是，一种高电阻测量仪，其包括振荡电路、升压电路、整流滤波电路以及显示单元；其特征是，所述的振荡电路包括运算放大器A1，运算放大器A1的反相输入端与输出端之间接有电阻R1，运算放大器A1的反相输入端通过电容C1接地，运算放大器A1的同相输入端与输出端之间接有电阻R3，运算放大器A1的同相输入端通过电阻R11接电源VDD，运算放大器A1的同相输入端通过电阻R2接地；所述的升压电路对振荡电路的输出信号进行功率放大和升压，升压电路包括三极管T1、升压变压器B1，三极管T1的基极通过电阻R4接运算放大器A1的输出端，三极管T1的发射极接地，三极管T1的集电极通过升压变压器B1的初级线圈L1接电源VDD，升压变压器B1的次级线圈L2输出高电压。
为提高测量精度，所述的高电阻测量仪电路还包括一稳压单元，所述的稳压单元包括升压变压器B1的反馈线圈L3、运算放大器A2，反馈线圈L3的一端接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极通过电容C3接反馈线圈L3的另一端，二极管D2的阴极通过电阻R6接运算放大器A2的反相输入端，运算放大器A2的反相输入端与输出端之间接有电阻R7，运算放大器A2的同相输入端接稳压管DW1的阴极，稳压管DW1的阳极接地，运算放大器A2的同相输入端通过电阻R5接电源VDD，运算放大器A2的输出端通过电阻R8接三极管T2的基极，三极管T2的发射极接地，三极管T2的集电极接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接光耦GE1的发光二极管的阴极，光耦GE1的发光二极管的阳极接电源VDD，光耦GE1的光敏电阻连接在运算放大器A1的反相输入端与输出端之间与电阻R1串联。
本高电阻测量仪的特点是，高压是由电子线路产生的，其重量轻，使用时不需要人工来发电，使用方便，具有稳压功能输出的电压不受负载变化的影响，测量精度较高。
附图说明
图1为本发明的电子线路原理图。
具体实施方式
现结合附图说明本发明的具体实施方式。
一种高电阻测量仪，其包括振荡电路、升压电路、整流滤波电路以及显示单元。
所述的振荡电路包括运算放大器A1，运算放大器A1的反相输入端接电阻R1的一端，运算放大器A1的输出端接电阻R1的另一端，运算放大器A1的反相输入端通过电容C1接地，运算放大器A1的同相输入端与输出端之间接有电阻R3，运算放大器A1的同相输入端通过电阻R11接电源VDD，运算放大器A1的同相输入端通过电阻R2接地，运算放大器A1的输出端输出一方波信号；振荡电路的振荡频率为20KHZ，通过选择电阻R1、R2、R3、R11和电容C1的值来实现，改变电阻R1的阻值可改变振荡频率，电阻R1的阻值大振荡频率低，电阻R1的阻值小振荡频率低。
所述的升压电路对振荡电路的输出信号进行功率放大和升压，升压电路包括三极管T1、升压变压器B1，三极管T1的基极通过电阻R4接运算放大器A1的输出端，三极管T1的发射极接地，三极管T1的集电极通过升压变压器B1的初级线圈L1的一端，初级线圈L1的同名端接电源VDD，通过设置升压变压器B1的初级线圈L1与次级线圈L2的匝数比，可使次级线圈L2输出250V或500V的交流电压，升压变压器B1的铁芯材料为铁氧体。
所述的整流滤波电路包括二极管D1、电容C2，二极管D1的阳极接次级线圈L2的同名端，二极管D1的阴极通过电容C2接次级线圈L2的另一端，电容C2两端的输出一直流测量电压。
所述的显示单元包括微安表M1、电阻R10，微安表M1、电阻R10串接在直流测量电压回路中。
所述的电源VDD为高阻测量仪的工作电源，可以是层迭电池也可为稳压电源，其电压为+9V。
为减少被测电阻RZ的大小对直流测量电压的影响，提高测量精度，所述的高电阻测量仪电路还包括一稳压单元，所述的稳压单元包括绕在升压变压器B1铁芯上的反馈线圈L3、运算放大器A2，反馈线圈L3的同名端接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极通过电容C3接反馈线圈L3的另一端，二极管D2的阴极通过电阻R6接运算放大器A2的反相输入端，运算放大器A2的反相输入端与输出端之间接有电阻R7，运算放大器A2的同相输入端接稳压管DW1的阴极，稳压管DW1的阳极接地，运算放大器A2的同相输入端通过电阻R5接电源VDD，运算放大器A2的输出端通过电阻R8接三极管T2的基极，三极管T2的发射极接地，三极管T2的集电极接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接光耦GE1的发光二极管的阴极，光耦GE1的发光二极管的阳极接电源VDD，光耦GE1的光敏电阻串接于电阻R1的另一端与运算放大器输出端之间。
升压变压器次级线圈上的电压幅值除与初级线圈的电压幅值相关外还与初级线圈的电压频率相关，当初级线圈的电压频率上升时初级线圈的电压幅值上升，当初级线圈的电压频率下降时初级线圈的电压幅值下降，稳压单元通过调频来实现稳压。
稳压原理为：运算放大器A2和电阻R5、R6、R7、稳压管DW1构成一差动运算电路，反馈线圈L3的电压经整流滤波后形成一反馈电压ui，该反馈电压与次级线圈L2的输出电压成正比，稳压管DW1提供一基准电压ug，差动运算电路对反馈电压ui和基准电压ug进行运算，其输出电压uo的表达式为：
uo = ug +（ug – ui）R7/ R6；
当反馈电压ui大于基准电压ug时，差动运算电路输出电压uo（即运算放大器A2的输出端电压）下降，三极管T2的集电极电流减小，光耦GE1的发光二极管电流减小，光耦GE1的光敏电阻阻值增大，振荡电路的振荡频率降低，次级线圈L2的输出电压下降，反之亦然。
在稳压单元中，考虑到光敏电阻的存在电阻R1要作调整，以使振荡中心频率在20KHZ左右。
稳压单元的线路结构简单，稳压性能好，可使升压变压器次级线圈上的电压幅值稳定，能消除负载（被测电阻RZ）变化带来的测量误差。
Claims (2)
1.一种高电阻测量仪，其包括振荡电路、升压电路、整流滤波电路以及显示单元；其特征是，所述的振荡电路包括运算放大器A1，运算放大器A1的反相输入端与输出端之间接有电阻R1，运算放大器A1的反相输入端通过电容C1接地，运算放大器A1的同相输入端与输出端之间接有电阻R3，运算放大器A1的同相输入端通过电阻R11接电源VDD，运算放大器A1的同相输入端通过电阻R2接地；所述的升压电路对振荡电路的输出信号进行功率放大和升压，升压电路包括三极管T1、升压变压器B1，三极管T1的基极通过电阻R4接运算放大器A1的输出端，三极管T1的发射极接地，三极管T1的集电极通过升压变压器B1的初级线圈L1接电源VDD，升压变压器B1的次级线圈L2输出高电压。
2.根据权利要求1所述的高电阻测量仪，其特征是，高电阻测量仪还包括一稳压单元，所述的稳压单元包括升压变压器B1的反馈线圈L3、运算放大器A2，反馈线圈L3的一端接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极通过电容C3接反馈线圈L3的另一端，二极管D2的阴极通过电阻R6接运算放大器A2的反相输入端，运算放大器A2的反相输入端与输出端之间接有电阻R7，运算放大器A2的同相输入端接稳压管DW1的阴极，稳压管DW1的阳极接地，运算放大器A2的同相输入端通过电阻R5接电源VDD，运算放大器A2的输出端通过电阻R8接三极管T2的基极，三极管T2的发射极接地，三极管T2的集电极接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接光耦GE1的发光二极管的阴极，光耦GE1的发光二极管的阳极接电源VDD，光耦GE1的光敏电阻连接在运算放大器A2的反相输入端与输出端之间与电阻R1串联。
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