高頻阻抗測試儀的製作方法
2023-09-10 14:17:55
專利名稱：高頻阻抗測試儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種醫用設備測試儀器，尤其是一種高頻阻抗測試儀，屬於電源和測試技術領域。
背景技術：
據申請人了解，目前尚無專門用於根據GB9706. 4-2009《醫用電氣設備第二部分高頻手術設備安全專用要求》國家標準而專門設計製造的高頻手術設備中心電極接觸阻抗測試儀器。在用的電源由於非針對性設計，因此存在不能直接測量顯示峰值電壓、真有效值電壓以及電流值的問題，使用中需要配套外加的測量顯示裝置，多有不便；並且現有此類電 源的測試頻率範圍較窄，用途受限。檢索發現，申請號為200720158285. 7申請日的中國發明專利公開了一種輸出寬頻帶、高電壓、大功率的螢光燈測試電源裝置，包括整流電路、濾波保護電路、功率放大電路、功率合成電路、功率輸出電路、信號發生器、信號變換器，所述的功率放大電路是由三個單獨的功率放大器電路組成。該裝置可以在不需要任何外圍輔助設備的情況下，自身完成寬頻帶、高電壓、大功率輸出特性，直接用於螢光燈的測試電源，但不能應用於醫療行業，而且也未能解決上述問題。
發明內容
本發明的目的在於針對上述現有技術存在的問題，提出一種可以具有電壓峰值、真有效值以及電流測量顯示的高頻阻抗測試儀，從而為使用提供便利，具有更為廣泛的適用性。為了達到以上目的，本發明的高頻阻抗測試儀包括輸出端外接負載的高頻電壓發生器，還包括高頻峰值電壓表、高頻真有效值電壓表，以及高頻真有效值電流表；
所述高頻電壓發生器主要由用以發生高頻正弦波信號的晶振電路、用以將高頻正弦波信號整形成方波並增壓放大的整形驅動電路、用以將整形的放大方波信號再次增壓放大後輸出的開關逆程電路、用以選定輸入的再次增壓放大信號並轉換成正弦波信號輸出的電壓選頻正弦輸出電路、以及提供電能的輸出電壓調節電路構成；
所述高頻峰值電壓表由峰值採樣處理轉換電路以及峰值電壓顯示裝置構成；
所述高頻真有效值電壓表由真有效值採樣轉換處理電路、真有效值放大電路以及電壓顯示裝置構成；
所述高頻真有效值電流表由選頻採樣電路、真有效值轉換處理電路、電流放大電路和電流顯示裝置構成；
所述高頻真有效值電壓表和高頻峰值電壓表分別與通過變壓器耦合的高頻電壓發生器的電壓選頻正弦輸出電路連接；
所述高頻真有效值電流表通過互感線圈與所述高頻電壓發生器的輸出端耦合連接。當本發明的高頻阻抗測試儀與待測負載連接後，可以實時反映出被電壓峰值、真有效值電壓以及電流參數，因此給使用帶來方便。為了能夠具有足夠寬的測試頻率範圍，本發明的高頻電壓發生器包括通過切換開關與輸出電壓調節電路連接的第一和第二高頻發生電路；所述第一高頻發生電路含有以晶體振蕩器和比較器為核心器件的第一晶振電路，所述第二高頻發生電路含有由一組分別受控於繼電器並聯晶振器件構成的第二晶振電路；所述第一和第二晶振電路的輸出端分別通過主要由整形、運放器件構成的整形驅動電路接第一和第二開關逆程電路的輸入端，所述第一和第二開關逆程電路分別由開關器件控制的第一和第二高頻變壓器及高壓電容構成；所述第一和第二開關逆程電路分別通過第一和第二變壓器與對應的電壓選頻正弦輸出電路耦合輸出，所述電壓選頻正弦輸出電路主要由繼電器控制的選頻電容構成。這樣，可以根據需要，通過選擇開關選擇頻率相對較高的第二高頻發生電路，輸出較 高的頻率；也可以選擇頻率相對較低的第一高頻發生電路，輸出稍低些的頻率；從而以簡單的電路結構，實現足夠寬的測試頻率，滿足各種使用需求。此外，為了得到穩定的顯示數據，所述高頻電壓發生器還含作為輸出端波形保持電路，所述波形保持電路主要由輸出電阻構成。
下面結合附圖對本發明作進一步的說明。圖I為本發明一個實施例的框圖。圖2為圖I實施例的電路原理總圖。圖3為圖2中高頻電壓發生器的電路原理圖。圖4為圖2中高頻峰值電壓表的電路原理圖。圖5為圖2中高頻真有效值電壓表的電路原理圖。圖6為圖2中高頻真有效值電流表的電路原理圖。
具體實施例方式實施例一
本實施例的高頻阻抗測試儀基本結構如圖I所示，除了高頻電壓發生器之外，還包括高頻峰值電壓表、高頻真有效值電壓表和高頻真有效值電流表。其電路總圖如圖2所示。具體各部分電路如圖3至圖6所示。高頻電壓發生器詳見圖3，含有通過切換開關與輸出電壓調節電路6連接的第一和第二高頻發生電路。輸出電壓調節電路由串接的調壓器、變壓器B和整流濾波電路組成。第一高頻發生電路(200kHz、500kHz)含有以晶體振蕩器和比較器311為核心器件的第一晶振電路10。第一晶振電路的輸出端通過用以鎖相穩頻的4046晶片、用以倍頻整形的模擬開關4522以及運放4451組成的整形驅動電路9接接第一開關逆程電路8的輸入端，該第一開關逆程電路由以場效應管5010為開關器件控制的HBl高頻變壓器和高壓電容C組成，用以提高開關信號帶動負載的功率；第一開關逆程電路8通過作為第一變壓器的HBl高頻變壓器與對應的電壓選頻正弦輸出電路7耦合輸出，該電壓選頻正弦輸出電路主要由繼電器控制的選頻電容構成，通過作為輸出端的波形保持電路5輸出，該波形保持電路主要由輸出電阻構成。
第二高頻發生電路(1000kHz、2000kHz、5000kHz )含有由一組分別受控於繼電器並聯可切換晶振器件構成的第二晶振電路I。第二晶振電路的輸出端通過主要由以模擬開關74132為整形器件、運放4451為驅動器件的整形驅動電路2接第二開關逆程電路3的輸入端，該第二開關逆程電路由以場效應管840為開關器件控制的HB2高頻變壓器和高壓電容C組成；通過作為第二變壓器的HB2高頻變壓器與對應的電壓選頻正弦輸出電路4耦合輸出，該電壓選頻正弦輸出電路主要由繼電器控制的三組選頻電容構成，其輸出依然通過波形保持電路5。高頻峰值電壓表(測試電路)如圖4所示，由採樣電路1-1、真有效值轉換晶片637構成的峰值採樣處理轉換電路1-2、以及輸出顯示裝置——電壓表1-4 (峰值電壓和真有效值電壓共用顯示)構成，此外含有兩放大器385 構成電壓比較放大後輸出電壓超壓報警的報警電路1-3。高頻真有效值電壓表(測試電路)如圖5所示，主要由採樣電路2-1和真有效值轉換晶片1968及其外圍器件構成的真有效值採樣轉換處理電路2-2、放大器O P07及其外圍器件構成的真有效值放大電路2-3以及電壓顯示電路2-4構成。高頻真有效值電壓表和高頻峰值電壓表分別經波形保持電路5與通過變壓器耦合的第一和第二高頻電壓發生器的電壓選頻正弦輸出電路4、7連接。高頻真有效值電流表(測試電路)如圖6所示，包括兩組繼電器分別控制切換的並聯可調電阻構成的前置選頻電路3-1和後置選頻電路3-2，位於前、後置選頻電路之間的真有效值轉換晶片1968進行真有效值轉換處理電路3-2和電流放大電路3-3，後置選頻電路3~4串接電流顯不I ο高頻真有效值電流表通過互感線圈與高頻電壓發生器的輸出端耦合連接採樣。本實施例的高頻電壓發生器電路可以根據測試頻率的不同進行頻率選擇，當與負載連接後，可以實時反映出測試的電壓峰值、真有效值以及電流參數。實驗證明，本實施例的高頻阻抗測試儀可以切實滿足GB9706. 4-2009的要求，輸出電壓近似正弦波，可應用於高頻手術設備中心電極接觸阻抗測試和手術附件電纜絕緣性能高頻漏電流測試，測試頻率範圍寬(從200kHz到5000kHz)、可以測試各種頻率下的接觸阻抗、500kHz，IOOOkHz高頻漏電流等，功能齊全。
權利要求
1.一種高頻測試儀器，包括輸出端外接負載的高頻電壓發生器，其特徵在於還包括高頻峰值電壓表、高頻真有效值電壓表，以及高頻真有效值電流表； 所述高頻電壓發生器主要由用以發生高頻正弦波信號的晶振電路、用以將高頻正弦波信號整形成方波並增壓放大的整形驅動電路、用以將整形的放大方波信號再次增壓放大後輸出的開關逆程電路、用以選定輸入的再次增壓放大信號並轉換成正弦波信號輸出的電壓選頻正弦輸出電路、以及提供電能的輸出電壓調節電路構成； 所述高頻峰值電壓表由峰值採樣處理轉換電路以及峰值電壓顯示裝置構成； 所述高頻真有效值電壓表由真有效值採樣轉換處理電路、真有效值放大電路以及電壓顯示裝置構成； 所述高頻真有效值電流表由選頻採樣電路、真有效值轉換處理電路、電流放大電路和電流顯示裝置構成； 所述高頻真有效值電壓表和高頻峰值電壓表分別與通過變壓器耦合的高頻電壓發生器的電壓選頻正弦輸出電路連接； 所述高頻真有效值電流表通過互感線圈與所述高頻電壓發生器的輸出端耦合連接。
2.根據權利要求I所述的高頻測試儀器，其特徵在於所述高頻電壓發生器包括通過切換開關與輸出電壓調節電路連接的第一和第二高頻發生電路；所述第一高頻發生電路含有以晶體振蕩器和比較器為核心器件的第一晶振電路，所述第二高頻發生電路含有由一組分別受控於繼電器並聯晶振器件構成的第二晶振電路；所述第一和第二晶振電路的輸出端分別通過主要由整形、運放器件構成的整形驅動電路接第一和第二開關逆程電路的輸入端，所述第一和第二開關逆程電路分別由開關器件控制的第一和第二高頻變壓器及高壓電容構成；所述第一和第二開關逆程電路分別通過第一和第二變壓器與對應的電壓選頻正弦輸出電路耦合輸出，所述電壓選頻正弦輸出電路主要由繼電器控制的選頻電容構成。
3.根據權利要求2所述的高頻測試儀器，其特徵在於所述高頻電壓發生器還含作為輸出端波形保持電路，所述波形保持電路主要由輸出電阻構成。
4.根據權利要求3所述的高頻測試儀器，其特徵在於所述輸出電壓調節電路由串接的調壓器、變壓器和整流濾波電路組成。
5.根據權利要求4所述的高頻測試儀器，其特徵在於所述高頻峰值電壓表還含有由兩放大器構成電壓比較放大後輸出的電壓超壓報警電路。
全文摘要
本發明涉及一種高頻阻抗測試儀,屬於電源和測試技術領域。該測試儀包括輸出端外接負載的高頻電壓發生器，還包括高頻峰值電壓表、高頻真有效值電壓表，以及高頻真有效值電流表。高頻電壓發生器主要由晶振電路、整形驅動電路、開關逆程電路、電壓選頻正弦輸出電路、以及輸出電壓調節電路構成；高頻真有效值電壓表和高頻峰值電壓表分別與通過變壓器耦合的高頻電壓發生器的電壓選頻正弦輸出電路連接；高頻真有效值電流表通過互感線圈與所述高頻電壓發生器的輸出端耦合連接。當本發明的高頻阻抗測試儀與待測負載連接後，可以實時反映出被電壓峰值、真有效值電壓以及電流參數，因此給使用帶來方便。
文檔編號G01R19/02GK102788906SQ201210256669
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月24日 優先權日2012年7月24日
發明者周堅, 夏太壽, 孫斌, 李雨明 申請人:江蘇省科學技術情報研究所