一種高電阻測量儀的製作方法

2023-04-24 17:40:36 1

本發明涉及一種高電阻測量儀，用來測量阻值高的電阻或絕緣電阻或檢測電氣設備是否漏電。

背景技術：

傳統的高電阻測量儀（如兆歐表）一般為發電機式，其結構包括手搖發電機和微安表，其工作原理是，通過對手搖發電機產生的交流電進行升壓，其輸出電壓施加在被測對象的兩級，微安表串接在輸出電壓迴路中，微安表顯示流過被測對象的電流，由於輸出電壓為一固定值，根據歐姆定律可得出被測對象的絕緣電阻。這種結構的兆歐表重量大，其輸出電壓與手搖發電機轉速有關，測量的精度不高。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是，提供一種高電阻測量儀，它由電子元件構成重量輕，其輸出電壓穩定，具有較高的測量精度。

本發明的技術方案是，一種高電阻測量儀，其包括振蕩電路、升壓電路、整流濾波電路以及顯示單元；其特徵是，所述的振蕩電路包括運算放大器A1，運算放大器A1的反相輸入端與輸出端之間接有電阻R1，運算放大器A1的反相輸入端通過電容C1接地，運算放大器A1的同相輸入端與輸出端之間接有電阻R3，運算放大器A1的同相輸入端通過電阻R11接電源VDD，運算放大器A1的同相輸入端通過電阻R2接地；所述的升壓電路對振蕩電路的輸出信號進行功率放大和升壓，升壓電路包括三極體T1、升壓變壓器B1，三極體T1的基極通過電阻R4接運算放大器A1的輸出端，三極體T1的發射極接地，三極體T1的集電極通過升壓變壓器B1的初級線圈L1接電源VDD，升壓變壓器B1的次級線圈L2輸出高電壓。

為提高測量精度，所述的高電阻測量儀電路還包括一穩壓單元，所述的穩壓單元包括升壓變壓器B1的反饋線圈L3、運算放大器A2，反饋線圈L3的一端接二極體D2的陽極，二極體D2的陰極通過電容C3接反饋線圈L3的另一端，二極體D2的陰極通過電阻R6接運算放大器A2的反相輸入端，運算放大器A2的反相輸入端與輸出端之間接有電阻R7，運算放大器A2的同相輸入端接穩壓管DW1的陰極，穩壓管DW1的陽極接地，運算放大器A2的同相輸入端通過電阻R5接電源VDD，運算放大器A2的輸出端通過電阻R8接三極體T2的基極，三極體T2的發射極接地，三極體T2的集電極接電阻R9的一端，電阻R9的另一端接光耦GE1的發光二極體的陰極，光耦GE1的發光二極體的陽極接電源VDD，光耦GE1的光敏電阻連接在運算放大器A1的反相輸入端與輸出端之間與電阻R1串聯。

本高電阻測量儀的特點是，高壓是由電子線路產生的，其重量輕，使用時不需要人工來發電，使用方便，具有穩壓功能輸出的電壓不受負載變化的影響，測量精度較高。

附圖說明

圖1為本發明的電子線路原理圖。

具體實施方式

現結合附圖說明本發明的具體實施方式。

一種高電阻測量儀，其包括振蕩電路、升壓電路、整流濾波電路以及顯示單元。

所述的振蕩電路包括運算放大器A1，運算放大器A1的反相輸入端接電阻R1的一端，運算放大器A1的輸出端接電阻R1的另一端，運算放大器A1的反相輸入端通過電容C1接地，運算放大器A1的同相輸入端與輸出端之間接有電阻R3，運算放大器A1的同相輸入端通過電阻R11接電源VDD，運算放大器A1的同相輸入端通過電阻R2接地，運算放大器A1的輸出端輸出一方波信號；振蕩電路的振蕩頻率為20KHZ，通過選擇電阻R1、R2、R3、R11和電容C1的值來實現，改變電阻R1的阻值可改變振蕩頻率，電阻R1的阻值大振蕩頻率低，電阻R1的阻值小振蕩頻率低。

所述的升壓電路對振蕩電路的輸出信號進行功率放大和升壓，升壓電路包括三極體T1、升壓變壓器B1，三極體T1的基極通過電阻R4接運算放大器A1的輸出端，三極體T1的發射極接地，三極體T1的集電極通過升壓變壓器B1的初級線圈L1的一端，初級線圈L1的同名端接電源VDD，通過設置升壓變壓器B1的初級線圈L1與次級線圈L2的匝數比，可使次級線圈L2輸出250V或500V的交流電壓，升壓變壓器B1的鐵芯材料為鐵氧體。

所述的整流濾波電路包括二極體D1、電容C2，二極體D1的陽極接次級線圈L2的同名端，二極體D1的陰極通過電容C2接次級線圈L2的另一端，電容C2兩端的輸出一直流測量電壓。

所述的顯示單元包括微安表M1、電阻R10，微安表M1、電阻R10串接在直流測量電壓迴路中。

所述的電源VDD為高阻測量儀的工作電源，可以是層迭電池也可為穩壓電源，其電壓為+9V。

為減少被測電阻RZ的大小對直流測量電壓的影響，提高測量精度，所述的高電阻測量儀電路還包括一穩壓單元，所述的穩壓單元包括繞在升壓變壓器B1鐵芯上的反饋線圈L3、運算放大器A2，反饋線圈L3的同名端接二極體D2的陽極，二極體D2的陰極通過電容C3接反饋線圈L3的另一端，二極體D2的陰極通過電阻R6接運算放大器A2的反相輸入端，運算放大器A2的反相輸入端與輸出端之間接有電阻R7，運算放大器A2的同相輸入端接穩壓管DW1的陰極，穩壓管DW1的陽極接地，運算放大器A2的同相輸入端通過電阻R5接電源VDD，運算放大器A2的輸出端通過電阻R8接三極體T2的基極，三極體T2的發射極接地，三極體T2的集電極接電阻R9的一端，電阻R9的另一端接光耦GE1的發光二極體的陰極，光耦GE1的發光二極體的陽極接電源VDD，光耦GE1的光敏電阻串接於電阻R1的另一端與運算放大器輸出端之間。

升壓變壓器次級線圈上的電壓幅值除與初級線圈的電壓幅值相關外還與初級線圈的電壓頻率相關，當初級線圈的電壓頻率上升時初級線圈的電壓幅值上升，當初級線圈的電壓頻率下降時初級線圈的電壓幅值下降，穩壓單元通過調頻來實現穩壓。

穩壓原理為：運算放大器A2和電阻R5、R6、R7、穩壓管DW1構成一差動運算電路，反饋線圈L3的電壓經整流濾波後形成一反饋電壓ui，該反饋電壓與次級線圈L2的輸出電壓成正比，穩壓管DW1提供一基準電壓ug，差動運算電路對反饋電壓ui和基準電壓ug進行運算，其輸出電壓uo的表達式為：

uo = ug +（ug – ui）R7/ R6；

當反饋電壓ui大於基準電壓ug時，差動運算電路輸出電壓uo（即運算放大器A2的輸出端電壓）下降，三極體T2的集電極電流減小，光耦GE1的發光二極體電流減小，光耦GE1的光敏電阻阻值增大，振蕩電路的振蕩頻率降低，次級線圈L2的輸出電壓下降，反之亦然。

在穩壓單元中，考慮到光敏電阻的存在電阻R1要作調整，以使振蕩中心頻率在20KHZ左右。

穩壓單元的線路結構簡單，穩壓性能好，可使升壓變壓器次級線圈上的電壓幅值穩定，能消除負載（被測電阻RZ）變化帶來的測量誤差。