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  數(shù)字式兆歐表的工作原理與幾個(gè)重要參數(shù)(圖)

  本文對(duì)數(shù)字式兆歐表工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，同時(shí)介紹數(shù)字式兆歐表幾個(gè)重要參數(shù)，使人們對(duì)數(shù)字式兆歐表有一個(gè)初步的了解。

  兆歐表也叫絕緣電阻表，是測(cè)量絕緣電阻最常用的儀表。主要用于測(cè)量電力設(shè)備的絕緣電阻，判斷設(shè)備絕緣是否合格，然后決定該設(shè)備是否進(jìn)行絕緣性能試驗(yàn)和耐壓試驗(yàn)，為后續(xù)試驗(yàn)提供安全保障

  傳統(tǒng)的兆歐表也叫“搖表”，是由手搖發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的高壓施加在被測(cè)物體上，通過(guò)測(cè)量流經(jīng)被測(cè)物體的電流來(lái)測(cè)量其絕緣電阻，其操作麻煩、精度低。二十世紀(jì)八十年代以來(lái)由于電子技術(shù)及數(shù)字測(cè)量技術(shù)的迅速發(fā)展，出現(xiàn)數(shù)字式兆歐表。數(shù)字兆歐表運(yùn)用電池驅(qū)動(dòng)，免去手搖發(fā)電的麻煩，具有精度高、讀數(shù)直觀、操作方便、安全可靠、體積小、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，使之逐漸取代傳統(tǒng)的“搖表”，成為當(dāng)今測(cè)量絕緣電阻最常用的儀表。

  數(shù)字兆歐表工作原理

  數(shù)字兆歐表一般由直流電壓變換器將電池電壓轉(zhuǎn)換為直流高壓電作為測(cè)試電壓，這個(gè)測(cè)試電壓施加于被測(cè)物上產(chǎn)生的電流經(jīng)電流電壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓值，然后送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器變?yōu)閿?shù)字編碼經(jīng)微處理器計(jì)算處理，由顯示器顯示出相應(yīng)的電阻值。

圖1.數(shù)字兆歐表原理框圖

  流電壓變換器(DC-DC變換器)是將電池電壓轉(zhuǎn)換為直流高壓測(cè)試電壓，它是數(shù)字式兆歐表關(guān)鍵部分，常見(jiàn)有250V、500V、1000V三種測(cè)試電壓(也有2500V、5000V等較高測(cè)試電壓)。由于考慮轉(zhuǎn)換效率、體積、輸出電壓控制及變換，數(shù)字兆歐表經(jīng)常采用脈寬調(diào)制(PWM)型開(kāi)關(guān)電源集成控制器將電池的直流電壓變換為脈寬調(diào)制信號(hào)，經(jīng)升壓變壓器轉(zhuǎn)化為高壓脈沖，由倍壓整流(二倍或三倍)平滑成直流高壓測(cè)試電壓，其輸出電壓大小是通過(guò)輸出電壓控制電路調(diào)節(jié)脈沖寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常見(jiàn)使用UC3840、TL494、SG3524等，這類(lèi)脈寬調(diào)制型控制器是國(guó)際上最為流行的開(kāi)關(guān)電源集成控制器，它包括開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器所需的全部控制電路，其中有誤差放大器、振蕩器、脈寬調(diào)制器、脈沖發(fā)生器、開(kāi)關(guān)管、過(guò)流過(guò)熱保護(hù)。圖2是應(yīng)用SG3524將9V直流電升壓至1000V的實(shí)用電路。

圖2.圖2.DC9V-DC1000V 升壓轉(zhuǎn)換電路

  圖2中SG3524是升壓電路的核心，它直接向開(kāi)關(guān)管Q1提供脈寬調(diào)制信號(hào)，由Q1推動(dòng)升壓變壓器，經(jīng)升壓后輸出高壓脈沖由倍壓整流成直流高壓輸出。管腳6、7腳外接振蕩電阻R5、電容C2，確定其開(kāi)關(guān)頻率。電阻R1、R2提供取樣電壓經(jīng)電壓誤差放大器管腳1引入與管腳2的參考電壓進(jìn)行比較，放大器輸出電壓送至脈寬調(diào)制器控制輸出脈沖的占空比，從而穩(wěn)定輸出電壓。第4、5腳為電流限制放大器，第11、12腳和13、14腳為集電極、發(fā)射極均開(kāi)路NPN晶體管組成的輸出極。由SG3524可知： 開(kāi)關(guān)頻率：f ≈ 1.30/(RT CT) = 1.30/(2*0.02) = 32.5 (kHz) 其中: RT單位為 kΩ ，CT單位為 μF，f單位為 kHz

  輸出電壓：Vo = 2.5V * (1+R1/R2) = 2.5V *(1+ 2000/5) = 1002.5V ≈ 1000V