高可靠性、高穩定性接地電阻測試儀的製作方法

2023-07-14 07:50:26

專利名稱：高可靠性、高穩定性接地電阻測試儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測試儀。
目前使用的接地電阻測試儀，一般由市壓降壓變壓器、比較與放大電路、功率驅動電路、電動機齒輪變速器、調壓器、輸出電流表頭、電阻測量電路、電阻表頭等電路組成，如附

圖1所示，這種結構的測試儀測量誤差跟隨外界市壓漂移而變動，測量誤差在10％左右。
本實用新型的目的是針對上述不足，提出一種高可靠性、高穩定性接地電阻測試儀，其測量誤差不受外界如市電等因素的幹擾影響，測量誤差只在1％。
本實用新型由交流恆流源主電路、定時溫控電路、輸出電流測量電路、低阻測量電路、電流及電阻數字表頭電路和電源電路組成。其交流恆流源主電路包括正弦波發生器、反相電壓放大器及互補功放輸出電路。
現根據附圖對本實用新型做進一步詳述附圖1是現有技術接地電阻測試儀電路結構框圖；附圖2是本實用新型電路結構框圖；附圖3是本實用新型的交流恆流源主電路電原理圖；附圖4是普通恆流源原理圖；附圖5是本實用新型的定時溫控電原理圖；附圖6是本實用新型電路原理圖。
如附圖2所示，本實用新型包括正弦波發生器、反相電壓放大器、互補功放輸出級、定時溫控電路、輸出電流測量電路、低阻測量電路、4 1/2 位數字測量電路等，上述前三項構成本實用新型0－30A交流恆流源主電路，框圖中未畫電源框圖。
如附圖3所示，本實用新型的交流恆流源主電路包括正弦波發生器、反相電壓放大器及互補功放輸出級，正弦波發生器由R(R1、R2)C(C1、C2)振蕩電路構成，其振蕩頻率為F＝1／(2πRC)，調節R1、R2、C1、C2可改變振蕩頻率(本電路設f＝50HZ)，正弦波幅值取決於限幅穩壓管DW1、DW2的穩定電壓值，由於恆電流特性是基於恆電位特性之上的，正弦波發生器的輸出電壓波形即為後級反相電壓放大器的輸入信號，故此處選用高穩定度的穩壓二極體。電位器W1用來調節負反饋量，使得波形失直度小並便於起振，電位器W2用來調節輸出波形幅度，調節輸出恆電流0－30A；R6起限流作用，限定輸出恆電流最大值，IC1選用LM747CN、μA747CN。
反相電壓放大器與互補功放輸出級兩部分電路可由附圖4恆流源原理圖予以等效，如附圖4所示，R7為輸入電路，R29為負反饋電阻，R8為R7與R29的並聯值電阻，R28為恆流源電路的採樣電阻，必須使其工作在常溫環境下，以保證測試儀高穩定性；R為被測負載的接地電阻，其值一般在0－0.3歐姆合格範圍內變動，但附圖4恆流源電路是無法輸出大電流的。附圖3是在附圖4原理上擴展而來。
T1、W3、R9等元器件構成反相電壓放大器，T2、D3等元件構成反相放大器的恆流源，進一步穩定靜態工作點及擴大動態電阻範圍，提高電路工作效率；T3、T4構成互補跟隨器。調節W3，使T3、T4靜態電流在R14上壓降，剛好讓由T5、T6互補管構成的大功率驅動器處於微導通狀態，且保證互補功放級電路在靜態條下眄保持截止狀態；本電路的設計要求在靜態時，要確保互補功放級輸出電路完全處於截止狀態，以避免測量過程中測試夾頭與被測試件之間產生的接觸火花，利於安全生產；在動態時，其線性放大區域又要儘量之寬廣。D1、D2為IC1的輸入保護二極體，DW3、DW4為IC1的輸出保護穩壓二極體，C3為諧振旁路電容。
互補功放輸出級由T7－T12構成，其中T7、T9、T11被裝固在一塊大散熱器片上，T8、T10、T12被裝固在另一塊大散熱器片上。所用大功率管參數不低於IcM、30A、BVce、100V、PcM、200W；基極串聯電阻R16－R21起分流限流作用，R22－R27保護大功率管不被熱擊穿而燒毀。
本實用新型還可採用定時溫控電路來保護大功率管，如附圖5所示，當加上＋12V電源後，T13飽和、T14截止，當按一下常開按鈕AN後，J1吸合，其兩對觸點同時改變原狀態，附圖3的J1－1脫離W2中心頭，而J1－2離開圖5中位置而與D4正端相連，則T13由飽和→截止；T14由截止→飽和，此時定時開始，C4通過D4、＋12V、W4、R31逐漸放電，當C4放電完畢，則T13又恢復飽和，T14又被截止，J1釋放，J1－1、J1－2回復原狀，定時過程結束，測量停止。當再按AN時，上述過程又重演一次。一隻溫控繼電器被緊固粘貼在大功率管散熱器片上，當散熱器片溫度達到或超過繼電器動作溫度95度時，圖中
點通過溫控繼電器兩端點與地相連，迫使T14截止，J1處於常態，J1－1將信號短路到地而停止工作。
電阻和電流測量電路採用現有技術的電路，不重述。
附圖6是本實用新型電路原理圖。
測試儀實施例在測試儀面板上裝有電流數字表頭、電阻數字表頭、220V開關及指示燈、測量按鈕、控制輸出恆流大小的電位器W3等功能開關，操作順序為逆時針調節W2旋鈕至底→儀器電源插頭插入～220V插座→測試夾頭與被測負載電阻夾緊→接通～220V電源開關→指示燈亮→按測量鈕→順時調節W2→電流表頭顯示25A時→電阻表頭顯示出被測電阻值。測量時間為15秒。
權利要求1.一種高可靠性、高穩定性接地電阻測試儀，包括交流恆流源電路、輸出電流測量電路、低阻測量電路、電流及電阻數字表頭電路和電源電路，其特徵在於交流恆流源電路包括正弦波發生器、反相電壓放大器及互補功放輸出級，由正弦波發生器輸出電壓波形作為反相電壓放大器輸入信號，反相電壓放大器再將信號送至互補功放輸出級；
2.根據權利要求1所述的高可靠性、高穩定性接地電阻測試儀，其特徵在於本測試儀採用了定時溫控裝置。
3.根據權利要求1所述的高可靠性、高穩定性接地電阻測試儀，其特徵在於在正弦波發生器的運放LM747的負輸入端至其輸出端之間，接有兩個高穩壓二極體DW1、DW2，在運放747的輸出端至地之間接有R6、W2，在反相電壓放大器的運放LM747的輸出端直接接有NPN小功率三極體T1，T1輸出端接由T3、T4組成的互補跟隨器輸入端，且還接由T2構成的恆流源。
專利摘要本實用新型由交流恆流源電路、輸出電流測量電路、低電阻測量電路、電阻及電流數字表頭電路和電源電路組成，其恆流源電路包括正弦波發生器、反相電壓放大器及互補功放輸出級，且它還採用了定時溫控電路來保護大功率管不被熱擊穿。本測試儀測量不受外界如市電等因素幹擾影響，測量誤差只在1％。
文檔編號G01R27/20GK2182998SQ9420136
公開日1994年11月16日 申請日期1994年1月13日 優先權日1994年1月13日
發明者徐裕清 申請人:徐裕清