嵌入式數(shù)字兆歐表的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種嵌入式數(shù)字兆歐表，它包括鋰電池、直流高壓產(chǎn)生模塊、欠壓檢測模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、采樣模塊、嵌入式控制器、LCD顯示模塊、USB通訊接口、觸摸屏；采樣模塊包括限流控制模塊、標(biāo)準(zhǔn)電阻一、標(biāo)準(zhǔn)電阻二、標(biāo)準(zhǔn)電阻三、標(biāo)準(zhǔn)電阻四、開關(guān)一、開關(guān)二、反饋電阻、運(yùn)算放大器、反相器；限流控制模塊包括模擬開關(guān)、限流電阻；直流高壓產(chǎn)生模塊包括電容C1、C2和C3、電力MOSFET?Q1和Q2、升壓變壓器T、開關(guān)三、開關(guān)四和整流模塊。本實(shí)用新型利用閉環(huán)控制系統(tǒng)精確控制直流高壓產(chǎn)生模塊輸出的電壓，利用歐姆定律計(jì)算被測絕緣電阻的阻值，并保存電阻值。本實(shí)用新型測試電壓有兩檔，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，測量精度高。
【專利說明】嵌入式數(shù)字兆歐表
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電氣設(shè)備的絕緣電阻測量裝置，特指一種用于測量絕緣電阻 并顯示絕緣電阻值的嵌入式數(shù)字兆歐表。
【背景技術(shù)】
[0002]兆歐表(又稱搖表)是專門用來檢測電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度的一種常用儀表，主要由 磁電式流比計(jì)和手搖直流發(fā)電機(jī)組成。在使用過程中，一方面，為了使測量結(jié)果準(zhǔn)確，必須 保證手搖發(fā)電機(jī)手柄的轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)/秒才能維持直流發(fā)電機(jī)正常的輸出電壓，使用非常 不方便。另一方面，讀數(shù)時(shí)的視角誤差導(dǎo)致讀數(shù)誤差。第三，由于兆歐表的結(jié)構(gòu)原理決定了 表的刻度盤是不均勻分布的，在兩個(gè)刻度之間的數(shù)據(jù)只能人為估計(jì)，這給測量結(jié)果帶來了 很大的誤差。第四，兆歐表每次測量的數(shù)據(jù)需要人工記錄，數(shù)據(jù)的保存非常麻煩，不便于歷 史數(shù)據(jù)的查找。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]針對兆歐表使用不方便、測量精度低的問題，本實(shí)用新型提出一種結(jié)構(gòu)簡單、成本 低廉的嵌入式數(shù)字兆歐表，該兆歐表采用直流高壓產(chǎn)生電路獲得標(biāo)準(zhǔn)直流高壓電源，該標(biāo) 準(zhǔn)高壓電源與被測電阻和采樣電阻組成測量電路，利用歐姆定律計(jì)算被測絕緣電阻值。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種嵌入式數(shù)字兆歐表，其特 征在于:它包括鋰電池、直流高壓產(chǎn)生模塊、欠壓檢測模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、采樣模塊、嵌入式控 制器、IXD顯示模塊、USB通訊接口、觸摸屏；所述采樣模塊由限流控制模塊、標(biāo)準(zhǔn)電阻一、標(biāo) 準(zhǔn)電阻二、標(biāo)準(zhǔn)電阻三、標(biāo)準(zhǔn)電阻四、開關(guān)一、開關(guān)二、反饋電阻、運(yùn)算放大器、反相器組成； 所述限流控制模塊由模擬開關(guān)、限流電阻組成；所述直流高壓產(chǎn)生模塊由電容C1、C2和C3、 電力MOSFET Ql和Q2、升壓變壓器T、開關(guān)三、開關(guān)四和整流模塊組成。
[0005]所述欠壓檢測模塊用于檢測鋰電池的電壓；所述直流高壓產(chǎn)生模塊的電力 MOSFET觸發(fā)信號由嵌入式控制器產(chǎn)生；所述標(biāo)準(zhǔn)電阻一、標(biāo)準(zhǔn)電阻二、標(biāo)準(zhǔn)電阻三、標(biāo)準(zhǔn)電 阻四和開關(guān)一、開關(guān)二、開關(guān)三、開關(guān)四以及嵌入式控制器組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，用于保證直 流高壓產(chǎn)生模塊輸出標(biāo)準(zhǔn)的直流電壓，其中標(biāo)準(zhǔn)電阻一、標(biāo)準(zhǔn)電阻二、開關(guān)一、開關(guān)三用于 控制輸出一種標(biāo)準(zhǔn)電壓，標(biāo)準(zhǔn)電阻三、標(biāo)準(zhǔn)電阻四、開關(guān)二、開關(guān)四用于控制輸出另一種標(biāo) 準(zhǔn)電壓；所述限流控制模塊、運(yùn)算放大器、反饋電阻、反相器用于檢測取樣測試電路的電壓 并送嵌入式控制器；所述嵌入式控制器控制模擬開關(guān)，用于選擇限流電阻的大小；所述LCD 顯示模塊用于顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)、操作界面、被測絕緣電阻的阻值；所述USB通訊接口用 于與計(jì)算機(jī)連接，便于計(jì)算機(jī)對測試數(shù)據(jù)的處理；所述觸摸屏用于操作控制。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0007]1、本實(shí)用新型利用嵌入式控制器對高壓直流產(chǎn)生模塊進(jìn)行控制，保證高壓直流產(chǎn) 生模塊輸出穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓，使被測試的絕緣電阻值精度大大提高；
[0008]2、本實(shí)用新型的高壓直流產(chǎn)生模塊輸出兩種標(biāo)準(zhǔn)直流電壓，適用于兩種電壓等級的絕緣電阻測試，操作方便；
[0009]3、本實(shí)用新型利用模擬開關(guān)控制限流電阻的大小，使得嵌入式控制器采樣的電壓值限制在一定的范圍，有利于提聞系統(tǒng)的測試精度；
[0010]4、本實(shí)用新型利用嵌入式控制器計(jì)算所測絕緣電阻的大小，并通過IXD示模塊顯示，減少讀數(shù)誤差，方便讀數(shù)；
[0011]5、本實(shí)用新型利用嵌入式控制器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，把測試數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并利用 USB通訊接口與計(jì)算機(jī)連接，操作方便，有利于對絕緣電阻值的數(shù)據(jù)管理；
[0012]6、本實(shí)用新型采用觸 摸屏，操作方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0014]圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖。
[0015]圖2為直流高壓產(chǎn)生模塊原理圖。
[0016]圖3是實(shí)施例圖。
[0017]圖例說明
[0018]1、鋰電池2、直流高壓產(chǎn)生模塊3、欠壓檢測模塊
[0019]4、驅(qū)動(dòng)模塊5、米樣模塊6、標(biāo)準(zhǔn)電阻一
[0020]7、標(biāo)準(zhǔn)電阻二 8、標(biāo)準(zhǔn)電阻三9、標(biāo)準(zhǔn)電阻四
[0021]10、開關(guān)一11、開關(guān)二12、限流控制模塊
[0022]13、反饋電阻 14、運(yùn)算放大器15、反相器
[0023]16、嵌入式控制器17、IXD顯示模塊 18、USB通訊接口
[0024]19、觸摸屏20、模擬開關(guān)21、限流電阻
[0025]22、被測絕緣電阻23、開關(guān)三24、開關(guān)四
[0026]25、整流模塊
[0027]符號說明
[0028]Cl、C2、C3:濾波穩(wěn)壓電容 Ql、Q2:電力 MOSFET
[0029]CF1、CF2:電力MOSFET觸發(fā)信號T:升壓變壓器
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0031]在圖1中，本實(shí)用新型的嵌入式數(shù)字兆歐表，它包括鋰電池(I)、直流高壓產(chǎn)生模塊(2)、欠壓檢測模塊(3)、驅(qū)動(dòng)模塊(4)、采樣模塊(5)、標(biāo)準(zhǔn)電阻一(6)、標(biāo)準(zhǔn)電阻二(7)、 標(biāo)準(zhǔn)電阻三(8)、標(biāo)準(zhǔn)電阻四(9)、開關(guān)一(10)、開關(guān)二(11)、限流控制模塊(12)、反饋電阻
(13)、運(yùn)算放大器(14)、反相器(15)、嵌入式控制器(16)、LCD顯示模塊(17)、USB通訊接口(18)、觸摸屏(19)、模擬開關(guān)(20)、限流電阻(21)、開關(guān)三(23)、開關(guān)四(24)、整流模塊
(25)。
[0032]圖3的實(shí)施例中，被測絕緣電阻(22)接在L和E之間。鋰電池⑴作為直流高壓產(chǎn)生模塊⑵的電源，直流高壓產(chǎn)生模塊⑵的電力MOSFET Ql和Q2由驅(qū)動(dòng)模塊⑷驅(qū)動(dòng)， 驅(qū)動(dòng)模塊(4)所需觸發(fā)信號CFl和CF2由嵌入式控制器(16)產(chǎn)生；嵌入式控制器(16)采樣標(biāo)準(zhǔn)電阻二(7)或者標(biāo)準(zhǔn)電阻四(9)的電壓，計(jì)算觸發(fā)信號CFl和CF2的脈沖寬度，保證 輸出直流電壓穩(wěn)定；開關(guān)一(10)、開關(guān)三(23)同時(shí)閉合,嵌入式控制器(16)米樣標(biāo)準(zhǔn)電阻 二 (X)的電壓，控制輸出一種標(biāo)準(zhǔn)直流電壓；開關(guān)二(11)、開關(guān)四(24)同時(shí)閉合,嵌入式控 制器(16)采樣標(biāo)準(zhǔn)電阻四(9)的電壓，控制輸出另一種標(biāo)準(zhǔn)直流電壓；嵌入式控制器(16) 采樣反饋電阻(13)的電壓，計(jì)算被測絕緣電阻(22)的阻值，通過LCD顯示模塊(17)顯示； 為了提高被測絕緣電阻阻值的精確度，采用模擬開關(guān)(20)控制限流電阻(21)的大小，模擬 開關(guān)(20)的控制信號由嵌入式控制器(16)產(chǎn)生；嵌入式控制器(16)計(jì)算的被測絕緣電阻
(22)的阻值按照設(shè)定的存儲(chǔ)格式保存，通過USB通訊接口(18)，可由計(jì)算機(jī)直接讀取；在觸 摸屏(19)上實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的操作；鋰電池(I)為嵌入式控制器(16)提供電源；嵌入式控制器
(16)通過欠壓檢測模塊(3)監(jiān)視鋰電池(I)的電壓。
[0033]以上僅為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施例，只要屬 于本實(shí)用新型構(gòu)思下的技術(shù)方案，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種嵌入式數(shù)字兆歐表，其特征在于:它包括鋰電池(I)、直流高壓產(chǎn)生模塊(2)、欠 壓檢測模塊(3)、驅(qū)動(dòng)模塊(4)、采樣模塊(5)、標(biāo)準(zhǔn)電阻一(6)、標(biāo)準(zhǔn)電阻二(7)、標(biāo)準(zhǔn)電阻三(8)、標(biāo)準(zhǔn)電阻四(9)、開關(guān)一(10)、開關(guān)二(11)、限流控制模塊(12)、反饋電阻(13)、運(yùn)算 放大器(14)、反相器(15)、嵌入式控制器(16)、LCD顯示模塊(17)、USB通訊接口 (18)、觸 摸屏(19)、模擬開關(guān)(20)、限流電阻(21)、開關(guān)三(23)、開關(guān)四(24)、整流模塊(25);所述 直流高壓產(chǎn)生模塊(2)由嵌入式控制器(16)控制，嵌入式控制器(16)和直流高壓產(chǎn)生模 塊(2)中間用驅(qū)動(dòng)模塊(4)連接；嵌入式控制器(16)與標(biāo)準(zhǔn)電阻一(6)、標(biāo)準(zhǔn)電阻二(7)、 標(biāo)準(zhǔn)電阻三(8)、標(biāo)準(zhǔn)電阻四(9)、開關(guān)一(10)、開關(guān)二(11)、開關(guān)三(23)、開關(guān)四(24)形成 閉環(huán)控制系統(tǒng)，開關(guān)一(10)、開關(guān)三(23)同時(shí)導(dǎo)，嵌入式控制器(16)采樣標(biāo)準(zhǔn)電阻二(7) 的電壓，開關(guān)二(11)、開關(guān)四(24)同時(shí)導(dǎo)通，嵌入式控制器(16)采樣標(biāo)準(zhǔn)電阻四(9)的電 壓，利用采樣標(biāo)準(zhǔn)電阻二(7)或者標(biāo)準(zhǔn)電阻四(9)的電壓控制觸發(fā)信號CFl和CF2的脈沖 寬度，使輸出直流電壓穩(wěn)定，本實(shí)用新型可以測試兩種電壓等級的被測絕緣電阻(22)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式數(shù)字兆歐表，其特征在于:所述嵌入式控制器(16)取 樣反饋電阻(13)的電壓，根據(jù)電壓的大小計(jì)算被測絕緣電阻(22)的阻值，并將被測絕緣電 阻(22)的阻值通過IXD顯示模塊(17)顯示，IXD顯示模塊還可以顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)、操 作界面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式數(shù)字兆歐表，其特征在于:被測絕緣電阻(22)的阻 值，按照設(shè)定的格式保存，并可通過USB通訊接口(18)被計(jì)算機(jī)讀取。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式數(shù)字兆歐表，其特征在于:通過觸摸屏(19)實(shí)現(xiàn)對兆 歐表的操作控制。
【文檔編號】G01R27/12GK203433042SQ201320429407
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月11日
【發(fā)明者】王翠 申請人:南昌工程學(xué)院