CN109212453A - 便携式泄漏电流测试仪校准装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携式泄漏电流测试仪校准装置，包括：外壳，外壳的前侧设置操作面板，操作面板上设置试验电压输入端接口、试验电压输出端接口、泄漏电流输出端接口和泄漏电流选择开关；外壳内部设置试验电压模块、泄漏电流模块、保护模块、校准控制模块和电源模块，试验电压模块通过保护模块与泄漏电流模块连接，试验电压模块的输入端和输出端分别连接设置在外壳上的试验电压输入端接口和试验电压输出端接口，泄漏电流模块与设置在外壳上的泄漏电流选择开关连接，泄漏电流模块的输出端连接校准控制模块，校准控制模块的输出端与设置在外壳上的泄漏电流输出端接口连接；电源模块为校准控制模块供电。本发明简化结构，无需额外供电电源。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘性能类仪器的校准装置技术领域，具体涉及便携式泄漏电流测试仪校准装置。
背景技术
泄漏电流是当前电器产品进行产品安全测试的主要参数之一，其重要性已经超过了绝缘电阻测试。相关行业规定安全电压为36V，安全电流为10mA，原因如下：电击对人体的危害程度，主要取决于通过人体电流的大小和通电时间的长短。电流强度越大，致命危险越大；持续时间越长，死亡的可能性越大。能引起人感觉到的最小电流值称为感知电流，交流为1mA，直流为5mA；人触电后能自己摆脱的最大电流称为摆脱电流，交流为10mA，直流为50mA；在较短的时间内危及生命的电流称为致命电流，如100mA的电流通过人体1s，可足以使人致命，因此致命电流为50mA。在有防止触电保护装置的情况下，人体允许通过的电流一般可按30mA考虑。
泄漏电流测试仪，用于测量电器的工作电源(或其他电源)在工作状态下通过绝缘或分布参数阻抗产生的工作无关的泄漏电流。其输入阻抗-模拟人体的阻抗。
现有的校准装置有两种，其中一种是用数字多用表和负载电阻组成，体积大，接线复杂。另一种是数字电压表、数字电流表和负载电阻组成一体式，稳定性差，抗干扰能力弱。
泄漏电流测试仪的检定需配备交直流电压源、电流源、电流电压表、频率计和电阻箱等多台仪器，特别是检定市电供应的交流有源泄漏电流测试仪，由于电源波动，采样电流和泄漏电流的读数也在不停波动，甚至造成不能准确读数的结果。而且由于待检定的泄漏电流测试仪的限制，调节困难，造成检定效率的低下。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供便携式泄漏电流测试仪校准装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：
便携式泄漏电流测试仪校准装置，其特征在于，包括：外壳，所述外壳的前侧设置操作面板，所述操作面板上设置试验电压输入端接口、试验电压输出端接口、泄漏电流输出端接口和泄漏电流选择开关；所述外壳内部设置试验电压模块、泄漏电流模块、保护模块、校准控制模块和电源模块，所述试验电压模块通过保护模块与泄漏电流模块连接，所述试验电压模块的输入端和输出端分别连接设置在外壳上的试验电压输入端接口和试验电压输出端接口，所述泄漏电流模块与设置在外壳上的泄漏电流选择开关连接，所述泄漏电流模块的输出端连接校准控制模块，所述校准控制模块的输出端与设置在外壳上的泄漏电流输出端接口连接；所述电源模块为校准控制模块供电；
所述校准控制模块包括A/D转换器和控制处理器，所述泄漏电流模块的输出端连接A/D转换器，所述A/D转换器的输出端与控制处理器连接，所述控制处理器的输出端连接用于对泄漏电流值进行显示的显示屏。
进一步的，所述电源模块包括电压转换模块、稳压模块，所述电压转换模块与待测试泄漏电流测试仪的电源连接，所述电压转换模块的输出端连接稳压模块，所述稳压模块的输出端与校准控制模块连接为其供电。
进一步的，所述电压转换模块用于将待测试耐泄漏电流测试仪的输出电压转化为可供校准装置的工作电源，所述电压转换模块对所述耐电压测试仪的输出电压进行如下运算，并输出作为校准装置的工作电源U：
式中，ut表示耐泄漏电流测试仪的实时输出电压，It表示实时电流，均由高压输出端接口处的电压电流传感器提供；a表示初始系数，其值在0.93-0.96之间；w表示额定功率，预先设定；vref表示基准电压。
进一步的，还包括保护模块，其对电源电压进行实时监控，对间隔0.1s的时点进行电压数据采集，三个时点的采集数据为一组，分别为第一电压，第二电压和第三电压，并在保护模块进行运算处理，连续三个时点采集的电压数据进行比对，所述保护模块通过对三个时点的电压信息的检测来实现调整，所述保护模块按照下述均值运算公式判定第一电压值、第二电压值的第一比较值P21：
式中，P21表示第一电压、第二电压的电压值的第一比较值，u1表示第一电压采样值，u2表示第二电压采样值；u3表示第三电压采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算；
所述的保护模块按照下述公式判定第一电压、第三电压的第二比较值P31：
式中，P31表示第一电压、第三电压的电压值的第二比较值，u1表示第一电压采样值，u2表示第二电压采样值；u3表示第三电压采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算；
所述的处理模块按照下述公式判定第二电压、第三电压的电压值的第三比较值P23：
式中，P23表示第二电压、第三电压的电压值的第三比较值，u1表示第一电压采样值，u2表示第二电压采样值；u3表示第三电压采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。
进一步的，所述泄漏电流模块采用大功率可调电阻和标准电阻串联构成，所述大功率可调电阻的调节端与泄漏电流量程选择开关连接。
进一步的，所述校准控制模块还连接保持模块，所述保持模块的输入端与泄漏电流模块的输出端连接，所述保持模块的输出端通过A/D转换器与控制处理器连接。
进一步的，所述外壳内部还设置极性检测模块，所述操作面板上设置极性指示灯，所述极性检测模块与试验电压输入端接口连接，所述极性检测模块的输出端连接极性指示灯。
用于判断L-N极性。当试验电压输入端接口的极性连接正确时，改极性指示灯点亮，
进一步的，所述外壳的上侧设置提手，所述外壳的底部设置支撑脚。
进一步的，所述外壳采用绝缘板制作。
进一步的，所述控制处理器采用TI公司TMS320C6000系列DSP控制处理器TMS320C6713。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过操作面板与待测试泄漏电流检测仪连接，试验电压测试输入端与待测试泄漏电流检测仪的电压输出端连接，试验电压输出端通过校准控制模块输出进行显示测试电压值，试验电压模块的输出端通过保护模块与泄漏电流模块连接，为泄漏电流模块提供电压，泄漏电流模块的输出端输出电流与校准控制模块连接，然后通过校准控制模块输出显示；不需要另外为校准装置设置电源，简化结构，通过待测试泄漏电流测试仪供电，使用方便；
2、本发明通过设置保护模块，稳定性好、准确度高；无需额外供电电源，抗干扰能力强；国内同类校准装置中体积最小、重量最轻，用户能轻易在试验室或生产线上进行校准，实现精准的品质控制。
附图说明
图1为本发明提供的便携式泄漏电流测试仪校准装置结构图；
图2为本发明提供的便携式泄漏电流测试仪校准装置结构框图；
图3为本发明提供的便携式泄漏电流测试仪校准装置使用状态图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：
参见图1至图2，其中图1为本发明提供的便携式泄漏电流测试仪校准装置结构图；图2为本发明提供的便携式泄漏电流测试仪校准装置结构框图；
如图1和图2所示，便携式泄漏电流测试仪校准装置，包括：外壳1，所述外壳1的前侧设置操作面板2，所述操作面板2上设置试验电压输入端接口3、试验电压输出端接口4、泄漏电流输出端接口5和泄漏电流选择开关4；所述外壳1内部设置试验电压模块、泄漏电流模块、保护模块、校准控制模块和电源模块，所述试验电压模块通过保护模块与泄漏电流模块连接，所述试验电压模块的输入端和输出端分别连接设置在外壳1上的试验电压输入端接口3和试验电压输出端接口4，所述泄漏电流模块与设置在外壳1上的泄漏电流选择开关6连接，所述泄漏电流模块的输出端连接校准控制模块，所述校准控制模块的输出端与设置在外壳1上的泄漏电流输出端接口5连接；所述电源模块为校准控制模块供电；
外壳1对设置在外壳1内部的试验电压模块、泄漏电流模块、保护模块、电源模块和校准控制模块进行保护，通过操作面板2与待测试泄漏电流检测仪连接，试验电压测试输入端与待测试泄漏电流检测仪的电压输出端连接，试验电压输出端通过校准控制模块输出进行显示测试电压值，试验电压模块的输出端通过保护模块与泄漏电流模块连接，为泄漏电流模块提供电压，泄漏电流模块的输出端输出电流与校准控制模块连接，然后通过校准控制模块输出显示；保护模块采用保险丝7，其中保险丝7设置在操作面板2上。
其中电压输出端还连接电源模块，用于作为校准装置的供电电源，不需要另外为校准装置设置电源，简化结构，通过待测试泄漏电流测试仪供电，使用方便。
所述校准控制模块包括A/D转换器和控制处理器，所述泄漏电流模块的输出端连接A/D转换器，所述A/D转换器的输出端与控制处理器连接，所述控制处理器的输出端连接用于对泄漏电流值进行显示的显示屏。
校准控制模块通过设置A/D转换器将试验电压模块和泄漏电流模块输出的电压和电流值转化为数字信号传输给控制处理器进行处理，控制处理器根据接收的信息获取电压值和泄漏电流并输出给显示屏进行显示。
其中，电源模块包括电压转换模块、稳压模块，所述电压转换模块与待测试泄漏电流测试仪的电源连接，所述电压转换模块的输出端连接稳压模块，所述稳压模块的输出端与校准控制模块连接为其供电。
所述电压转换模块用于将待测试耐泄漏电流测试仪的输出电压转化为可供校准装置的工作电源，为保证电源输出的稳定性，为保证电源输出的稳定性，并适应当前的检测范围，所述电压转换模块对所述耐电压测试仪的输出电压进行如下运算，并输出作为校准装置的工作电源U：
式中，ut表示耐泄漏电流测试仪的实时输出电压，It表示实时电流，均由高压输出端接口处的电压电流传感器提供；a表示初始系数，其值在0.93-0.96之间；w表示额定功率，预先设定；vref表示基准电压。
为了增强电源电压的稳定性，以保证校准的准确性，本实施例还通过保护模块对电源电压进行实时监控，对间隔0.1s的时点进行电压数据采集，三个时点的采集数据为一组，分别为第一电压，第二电压和第三电压，并在保护模块进行运算处理，本实施例将连续三个时点采集的电压数据进行比对，所述保护模块通过对三个时点的电压信息的检测来实现调整，所述保护模块按照下述均值运算公式判定第一电压值、第二电压值的第一比较值P21：
式中，P21表示第一电压、第二电压的电压值的第一比较值，u1表示第一电压采样值，u2表示第二电压采样值；u3表示第三电压采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。
其中I表示基于二次函数的任意积分运算，上述公式为获取积分的比值信
息，下述两公式相同，如基于函数y＝ax2，在x取值为(a,b)内，a<b为任意数值。
上述均值运算的基本算法为：通过连续获取各等间隔时点的电压信息，并对若干连续电压数据进行积分运算和均方差运算，然后取比值，得出相比较的平均值。
所述的保护模块按照下述公式判定第一电压、第三电压的第二比较值P31：
式中，P31表示第一电压、第三电压的电压值的第二比较值，u1表示第一电压采样值，u2表示第二电压采样值；u3表示第三电压采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。
所述的处理模块按照下述公式判定第二电压、第三电压的电压值的第三比较值P23：
式中，P23表示第二电压、第三电压的电压值的第三比较值，u1表示第一电压采样值，u2表示第二电压采样值；u3表示第三电压采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。
经过上述方式获取的P21、P31、P23，获取三个比较值的差值比较，判定是否超过存储在保护模块的阈值P，若有一个差值超过阈值P，则对电源电压进行调整至稳定状态，并进行下一组电压数据的计算，以提高校准装置的准确度。
经过上述计算，将耐电压测试仪的输出电压转化为适用于当前检测范围的工作电源，不需要另外设置电源，摆脱了传统校准装置电源线的束缚，并且减少校准装置的体积和电路结构，使用方便，节能环保，同时对电源电压进行监控和调整，增加了校准的准确度。
本发明实施例中，在校准装置内部设置电源模块，与待测试泄漏电流测试仪的输出电压连接，通过电压转换模块转换为低压直流电压，然后经过稳压模块输出可供校准控制模块正常工作的工作电压，不需要另外设置供电电源，连接方便。
泄漏电流模块采用大功率可调电阻和标准电阻串联构成，所述大功率可调电阻的调节端与泄漏电流量程选择开关连接。本发明实施例中，通过大功率可调电阻和标准电阻串联，调节大功率可调电阻的阻值，输出不同电流值，对泄漏电流进行检测。
本发明实施例中，校准控制模块还连接保持模块，所述保持模块的输入端与泄漏电流模块的输出端连接，所述保持模块的输出端通过A/D转换器与控制处理器连接。当对电流值进行调节时，达到泄漏电流值时，此时保持模块对该输出数据进行保持，并通过A/D转换器传送给控制处理器进行控制，并驱动显示屏显示输出。
在本发明提供的校准装置中，外壳内部还设置极性检测模块，所述操作面板上设置极性指示灯8，所述极性检测模块与试验电压输入端接口连接，所述极性检测模块的输出端连接极性指示灯。通过设置极性检测模块，用于判断L-N极性。当试验电压输入端接口的极性连接正确时，该极性指示灯8点亮。
外壳1的上侧设置提手9，所述外壳1的底部设置支撑脚10。方便携带运输，支撑架10对外壳进行支撑固定。外壳1采用绝缘板制作。对操作人员进行保护。
本发明实施例中，控制处理器采用TI公司TMS320C6000系列DSP控制处理器TMS320C6713。
图3为本发明提供的便携式泄漏电流测试仪校准装置使用状态图。
在具体实施过程中，参加图3，将待测试泄漏电流测试仪与校准装置连接，
电压校准“功能选择”开关切换在“电压”位置，由泄漏电流测试仪校准装置直接读取泄漏电流测试仪输出电压实际值。泄漏电流校准“功能选择”开关切换在“电流”位置(泄漏电流测试仪输出电压为220V)，泄漏电流测试仪校准装置为泄漏电流实际值(L/N相可直接通过“L/N”开关切换)。
本发明的泄漏电流模块由精密电阻组成，稳定性好、准确度高；无需额外供电电源，抗干扰能力强；国内同类校准装置中体积最小、重量最轻，用户能轻易在试验室或生产线上进行校准，实现精准的品质控制(QS)。
上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。
Claims (10)
1.便携式泄漏电流测试仪校准装置，其特征在于，包括：外壳，所述外壳的前侧设置操作面板，所述操作面板上设置试验电压输入端接口、试验电压输出端接口、泄漏电流输出端接口和泄漏电流选择开关；所述外壳内部设置试验电压模块、泄漏电流模块、保护模块、校准控制模块和电源模块，所述试验电压模块通过保护模块与泄漏电流模块连接，所述试验电压模块的输入端和输出端分别连接设置在外壳上的试验电压输入端接口和试验电压输出端接口，所述泄漏电流模块与设置在外壳上的泄漏电流选择开关连接，所述泄漏电流模块的输出端连接校准控制模块，所述校准控制模块的输出端与设置在外壳上的泄漏电流输出端接口连接；所述电源模块为校准控制模块供电；
所述校准控制模块包括A/D转换器和控制处理器，所述泄漏电流模块的输出端连接A/D转换器，所述A/D转换器的输出端与控制处理器连接，所述控制处理器的输出端连接用于对泄漏电流值进行显示的显示屏。
2.根据权利要求1所述的便携式泄漏电流测试仪校准装置，其特征在于，所述电源模块包括电压转换模块、稳压模块，所述电压转换模块与待测试泄漏电流测试仪的电源连接，所述电压转换模块的输出端连接稳压模块，所述稳压模块的输出端与校准控制模块连接为其供电。
3.根据权利要求2所述的便携式泄漏电流测试仪校准装置，其特征在于，
所述电压转换模块用于将待测试耐泄漏电流测试仪的输出电压转化为可供校准装置的工作电源，所述电压转换模块对所述耐电压测试仪的输出电压进行如下运算，并输出作为校准装置的工作电源U：
式中，ut表示耐泄漏电流测试仪的实时输出电压，It表示实时电流，均由高压输出端接口处的电压电流传感器提供；a表示初始系数，其值在0.93-0.96之间；w表示额定功率，预先设定；vref表示基准电压。
4.根据权利要求3所述的便携式泄漏电流测试仪校准装置，其特征在于，还包括保护模块，其对电源电压进行实时监控，对间隔0.1s的时点进行电压数据采集，三个时点的采集数据为一组，分别为第一电压，第二电压和第三电压，并在保护模块进行运算处理，连续三个时点采集的电压数据进行比对，所述保护模块通过对三个时点的电压信息的检测来实现调整，所述保护模块按照下述均值运算公式判定第一电压值、第二电压值的第一比较值P21：
式中，P21表示第一电压、第二电压的电压值的第一比较值，u1表示第一电压采样值，u2表示第二电压采样值；u3表示第三电压采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算；
所述的保护模块按照下述公式判定第一电压、第三电压的第二比较值P31：
式中，P31表示第一电压、第三电压的电压值的第二比较值，u1表示第一电压采样值，u2表示第二电压采样值；u3表示第三电压采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算；
所述的处理模块按照下述公式判定第二电压、第三电压的电压值的第三比较值P23：
式中，P23表示第二电压、第三电压的电压值的第三比较值，u1表示第一电压采样值，u2表示第二电压采样值；u3表示第三电压采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。
5.根据权利要求1所述的便携式泄漏电流测试仪校准装置，其特征在于，所述泄漏电流模块采用大功率可调电阻和标准电阻串联构成，所述大功率可调电阻的调节端与泄漏电流量程选择开关连接。
6.根据权利要求1所述的便携式泄漏电流测试仪校准装置，其特征在于，所述校准控制模块还连接保持模块，所述保持模块的输入端与泄漏电流模块的输出端连接，所述保持模块的输出端通过A/D转换器与控制处理器连接。
7.根据权利要求1所述的便携式泄漏电流测试仪校准装置，其特征在于，所述外壳内部还设置极性检测模块，所述操作面板上设置极性指示灯，所述极性检测模块与试验电压输入端接口连接，所述极性检测模块的输出端连接极性指示灯。
8.根据权利要求1所述的便携式泄漏电流测试仪校准装置，其特征在于，所述外壳的上侧设置提手，所述外壳的底部设置支撑脚。
9.根据权利要求1所述的便携式泄漏电流测试仪校准装置，其特征在于，所述外壳采用绝缘板制作。
10.根据权利要求1所述的便携式泄漏电流测试仪校准装置，其特征在于，所述控制处理器采用TI公司TMS320C6000系列DSP控制处理器TMS320C6713。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20190115 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |