一種測試儀的製作方法

2023-07-04 00:10:31

專利名稱：一種測試儀的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種測試漏電保護裝置動作電流的儀表，特別是一種能夠自動發生模擬漏電電流和模擬觸電電流並具有延時數據保持功能的測試儀。屬於380/220V配電線路的檢測儀表。
現有技術條件下已有了各種型式的漏電保護裝置(本說明書所稱漏電保護裝置包括漏電繼電器、漏電開關、漏電斷路器等)，如漏電動作型、脈衝漏電動作型、漏電延時動作型、脈衝延時動作型，等等；但是，要實地測試出各種漏電保護裝置的動作電流是否符合要求卻比較困難，因為迄今未有能夠同時適合測試各種類型漏電保護裝置動作電流的儀表。
本實用新型的目的在於提供一種能夠同時適合測試各種漏電保護裝置動作電流，而且具有操作簡單、自動測試和把測得數據延時保留特點的測試儀。
本實用新型採取的技術方案是所述測試儀由外殼、表頭和電子線路組成，其中電子線路由AC-DC源(1)、緩變電流發生器(2)、脈衝信號發生器(3)、開關電路(4)、電流輸出器(5)、檢流電阻Re和信號保持指示器(6)組成。其中開關電路(4)的受控端接脈衝信號發生器(3)的輸出端，其兩個控制端分別接緩變電流發生器(2)的輸出端和電流輸出器(5)的輸入端；檢流電阻Re串聯在電流輸出器(5)的總路上，串聯點接信號保持指示器(6)的輸入端；其中AC-DC電源(1)直流側高壓端E1向電流輸出器(5)供電，低壓端E2向緩變電流發生器(2)、脈衝信號發生器(3)和信號保持指示器(6)供電，AC-DC電源(1)、緩變電流發生器(2)、脈衝信號發生器(3)、電流輸出器(5)、檢流電阻Re和信號保持指示器(6)等部分共負、共COM。
AC-DC電源(1)由四支二極體Dy1～Dy4接成橋式整流形式，交流側接有表筆b1、b2，直流側負極端即COM端，直流側正極端即E1端，電阻Ry、穩壓管DW串聯在E1與COM間，串聯點即低壓端E2,DW兩端並聯有電容Cy。
緩變電流發生器(2)由集成運放A1、電阻R1、電容C1和開關(或按扭)K1組成，其中R1、C1串聯，串聯點接A1的同相輸入端，K1與C1並聯，A1的反相輸入端與輸出端短接即為緩變電流發生器(2)的輸出端。
脈衝信號發生器(3)由集成運放A2、A3、電阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、電容C2、C3、二極體D1組成，其中R2、C2串聯，串聯點接A2的同相輸入端，R3、R4串聯，串聯點接A2的反相輸入端，R5、R6串聯，串聯點接A3同相輸入端，R7、C3串聯在A2輸出端與COM間，串聯點接A3反相輸入端，D1正極接A2同相輸入端，負極接A3輸出端，A2的輸出端即為脈衝信號發生器(3)的輸出端。
開關電路(4)由三極體V1，電阻R8組成，其中V1的基極上接有電阻R8,R8的另一端即為開關電路(4)的受控端，V1的發射極和集電極分別為開關電路(4)的兩個控制端。
電流輸出器(5)由三極體V2和電阻R9組成的直流電流放大器，其中R9的一端接V2集電極，另一端接AC-DC電源(1)直流側高壓端E1；V2發射極通過檢流電阻Re接COM,V2發射極與Re的接點即電流輸出器(5)的輸出端，V2基極為電流輸出器(5)的輸入端。
信號保持指示器(6)由集成運放A4、二極體D2、電容C4、開關(或按鈕)K2、直流電壓表VB組成，其中A4反相輸入端與輸出端短接後與COM之間接有VB,C4、K2並聯在A4同相輸入端與COM間，D2負極接V4同相輸入端，D2正極端即信號保持指示器(6)的輸入端。
按照上述技術方案實施的測試儀，使用時只要將兩表筆分別接於被測火線與地線上，兩者間便自動發出一系列適合各種漏電保護裝置動作特點的交流電流，電流由小到大逐漸升高到一定數值時漏電保護裝置便動作，儀表指針便自動停留在該數值保持約10秒的時間，與現有技術相比是一種實用、簡便、直觀的漏電保護裝置動作電流測試儀。
附圖及圖面說明；

圖1是本實用新型電路方框圖。
圖2是本實用新型的一個實施例的電原理圖。
圖中；1，AC-DC電源；2，緩變電流發生器；3，脈衝信號發生器；4，開關電路；5，電流輸出器；Re，檢流電阻； 6，信號保持指示器。
下面對照附圖對本實用新型作進一步說明。
當兩支表筆b1、b2分別接於被測線路的火線和地線時，220V交流電便經Dy1～Dy4橋式整流變成直流電，一部分直通R9形成電流輸出器(5)的工作電源E1；另一部分經Ry限流、DW穩壓、Cy濾波後形成A1～A4的工作電源E2。由於A1接成電壓跟隨器形成，特點是輸入電阻大(對信號損耗極小)、輸出電阻小(輸出電流能力強)。這樣，從E2經R1向C1的充電電流使C1正極端即A1同相輸入端的電位緩慢升高，如果此時起開關作用的三極體V1是導通狀態的話，那麼便有一股緩慢加大的直流電流從A1輸出，經V1集電極和發射極流入V2的基極，V2有了基極電流便促使其立即有了集電極電流，集電極電流從E1經R9經V2集電極、發射極、檢流電阻Re流入COM，這個集電極電流遠遠大於基極電流(是基極電流的β倍)，這個集電極電流實質是從交流電源中轉變的，它的大小基本上決定了被測火線地線間交流電流的大小(E2也吸收交流電流，但在電路設計上可以使它的數值很小而忽略)；另一方面，A1的輸出是受V1的控制的，當V1關斷時A1就不能向V2提供基極電流，V2也就不能從E1吸收電流，被測火線和地線間也就基本上不形成電流。
脈衝信號發生器(3)實質上是由A2、A3為核心接成的兩個「延時翻轉式電壓比較器」，工作過程是隨著電流從E2經R2向C2充電，C2正極端即A2同相輸入端的電位不斷升高，當升至高於A2反相輸入端的電位時，由A2、R2、C2、R3、R4組成的電壓比較器便發生翻轉——突然輸出一個數值約等於E2的正向高電位，這個高電位分兩路輸出一路經R8流入V1基極使V1導通；另一路經R7向C3充電使C3正極端即A3反相輸入端電位不斷升高，當升至高於A3同向輸入端電位時，由A3、R5、R6、R7、C3組成的電壓比較器便發生翻轉——突然輸出一個約等於COM的低電位(本來A3輸出端輸出一個約等於E2的高電位，由於D1的截流作用不能對外產生影響)，此時存於C2的電荷便通過D1放掉，A2同相輸入端的電位又降低到COM,A2的輸出便停止，V1便關斷，V2也截止，經R7向C3的充電也停止，C3又經過R7放電到一定時間，A3輸出端又恢復了高電位，C2不再經D1放電，新的一輪充電又開始……。由於AC-DC電源(1)、緩變電流發生器(2)、脈衝信號發生器(3)、開關電路(4)和電流輸出器(5)的共同作用，就有一股這樣的電流從被測火線和地線間流動；這電流突然從0躍變到某一數後，在這個基礎上緩慢上升一段時又突然躍變到另一較高數值，緩慢上升一段時間又突然消失……，既帶有突發性、浪湧性，又帶有緩變性、延遲性，且內中含有50Hz工頻交流電。這種電流可滿足各種漏電保護器動作的需要。
由於Re與電流輸出器(5)是串聯關係，是其負載電阻的一部分，因此流過Re的電流無論數值和狀態都與電流輸出器(5)相同，取Re兩端的電壓即可檢測出電流輸出器(5)的輸出電流。
信號保持指示器(6)的信號就是節取Re兩端的電壓。A4接成電壓跟隨器形式，其輸入電阻大，對信號的損耗極小，每次從Re上取得的浪湧式電壓信號可以經過D2向C4充電並將其峰值保持在A4同相輸入端和COM之間，並通過VB指示出來(把VB的刻度與交流電流相對應，也就把交流電流指示出來)，當電流達到某一數值時，漏電保護裝置便會跳閘。跳閘後，交流電源便消失，Re兩端電壓也消失，但由於D2的截流作用和Cy、C4的儲能作用，致使跳閘時的電流數值可以較長時間由VB指示不動。
開關(或按鈕)K1、K2分別用作給電容C1和C4放電的，閉合K1,C1被放電，緩變電流發生器「從零開始」；閉合K2,C4被放電，VB錶針「回零」。為了操作方便，K1、K2合用一隻聯動開關(或按鈕)最好。
有關元器件的說明二極體Dy1～Dy4用IN4007，其餘二極體用IN4148；電容Cy、C1～C4全用16V電解電容，其中Cy為300～1000μF,C1為47～100μF,C2為1～2.2μF,C3為10～22μF,C4為1～10μF；電阻Ry為30～50kΩ1W,R9為1k～1.5kΩ,10～20W,Re為30～100Ω,0.5～1W，其餘電阻都可用0.125～0.25W的，R1為1～10MΩ,R2為1～3MΩ,R3、R4、R5、R6為300kΩ～1mΩ,R7為100～500kΩ,R8為10～100kΩ；三極體V1可用3DD201B或2N5551,V2可用3DD302、3DD15F或塑封管13003、13005等，並應加裝散熱器件；穩壓管DW可用IN4742；集成運放A1～A4用複合運放LM324最為經濟實用，直流電壓表VB用85C1型或44C2型微安表頭串聯上電阻即可，在錶盤上刻上毫安刻度，適當調整串聯電阻的數值，即可使表頭刻度與通過表筆的交流電流數相對應。表筆b1、b2可用市售的「香蕉插頭」。儀表殼體可用ABS塑料根據選用的表頭形狀及實用情況加工而成。
權利要求1.一種測試儀，由外殼、表頭和電子線路組成，其特徵是所述電子線路包括AC-DC電源(1)、緩變電流發生器(2)、脈衝信號發生器(3)、開關電路(4)、電流輸出器(5)、檢流電阻Re和信號保持指示器(6)組成，其中開關電路(4)的受控端接脈衝信號發生器(3)的輸出端，其兩個控制端分別接緩變電流發生器(2)的輸出端和電流輸出器(5)的輸入端，檢流電阻Re串聯在電流輸出器(5)的總路上，串聯點接信號保持指示器(6)的輸入端，其中AC-DC電源(1)直流側高壓端E1向電流輸出器(5)供電，低壓端E2向緩變電流發生器(2)、脈衝信號發生器(3)和信號保持指示器(6)供電，AC-DC電源(1)、緩變電流發生器(2)、脈衝信號發生器(3)、電流輸出器(5)和信號保持指示器(6)等部分共負、共COM。
2.按照權利要求1所述的測試儀，其特徵是所述AC-DC電源(1)由四支二極體Dy1-Dy4接成橋式整流形式，交流側接有表筆b1、b2，直流側負極端即COM端，直流側正極端即E1端，電阻Ry、穩壓管DW串聯在E1與COM間，串聯點即低壓端E2，DW兩端並聯有電容Cy。
3.按照權利要求1所述的測試儀，其特徵是；所述緩變電流發生器(2)由集成運放A1、電阻R1、電容C1和開關(或按扭)K1組成，其中R1、C1串聯，串聯點接A1的同相輸入端，K1與C1並聯，A1的反相輸入端與輸出端短接即為緩變電流發生器(2)的輸出端。
4.按照權利要求1所述的測試儀，其特徵是；所述脈衝信號發生器(3)由集成運放A2、A3、電阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、電容C2、C3、二極體D1組成，其中R2、C2串聯，串聯點接A2的同相輸入端，R3、R4串聯，串聯點接A2的反相輸入端，R5、R6串聯，串聯點A3接同相輸入端，R7、C3串聯在A2輸出端與COM間，串聯點接A3反相輸入端，D1的正極接A2同相輸入端，負極接A3輸出端，A2的輸出端即為脈衝信號發生器(3)的輸出端。
5.按照權利要求1所述的測試儀，其特徵是所述開關電路(4)由三極體V1、電阻R8組成，其中V1的基極上接有電阻R8,R8的另一端即為開關電路(4)的受控端，V1的發射極和集電極分別為開關電路(4)的兩個控制端。
6.按照權利要求1所述的測試儀，其特徵是所述電流輸出器(5)是由三極體V2和電阻R9組成的直流電流放大器，其中R9的一端接V2集電極，另一端接AC-DC電源(1)直流側高壓端E1；V2發射極通過檢流電阻Re接COM,V2發射極與Re的接點即電流輸出器(5)的輸出端，V2基極為電流輸出器(5)的輸入端。
7.按照權利要求1所述的測試儀，其特徵是；所述保持指示器(6)由集成運放A4、二極體D2、電容C4、開關(或按鈕)K2、直流電壓表VB組成，其中A4反相輸入端與輸出端短接後與COM之間接有VB，C4、K2並聯在A4同相輸入端與COM間，D2負極接V4同相輸入端，D2正極端即信號保持指示器(6)的輸入端。
專利摘要一種用作測試漏電保護裝置動作電流的測試儀,由外殼、表頭和電子線路組成,其電子線路由AC－DC電源(1)、緩變電流發生器(2)、脈衝信號發生器(3)、開關電路(4)、電流輸出器(5)、檢流電阻Re和信號保持指示器(6)組成。本實用新型測試儀發生的模擬電流適合多種漏電保護裝置的動作特點,並具有數據保持功能,是一種方便、實用的新型電工儀表。
文檔編號H02H3/02GK2317568SQ9725153
公開日1999年5月5日 申請日期1997年12月27日 優先權日1997年12月27日
發明者林文宙, 柳玉高 申請人:山東省棲霞市檢測儀表廠