SU1661675A1 - Constant voltage insulation resistance digital meter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и предназначено дл  измерени  больших (≥ 1 мОм) активных (резистивных) сопротивлений на посто нном стабилизированном напр жении (500 В и выше), в частности сопротивлени  изол ции электробытовых машин и приборов. Целью изобретени   вл етс  повышение точности. Устройство содержит источник 1 переменного стабилизированного тока малой амплитуды, разделительные конденсаторы 2, 3, усилитель 4 переменного напр жени , линейный выпр митель 5 переменного напр жени , масштабный усилитель 6, блок 7 индикации, стабилизированный источник 10 повышенного посто нного напр жени , ограничительный резистор 11, контролируемое сопротивление 12 изол ции, нелинейный резистивный двухполюсник 13, клеммы 14, 15. Устранение нелинейных отклонений из полученного результата позвол ет повысить точность измерени . 2 ил.The invention relates to instrumentation engineering and is intended to measure large (≥ 1 mΩ) active (resistive) resistances at a constant stabilized voltage (500 V and above), in particular, the insulation resistance of household appliances and appliances. The aim of the invention is to improve the accuracy. The device contains a source of alternating stabilized current of small amplitude, separation capacitors 2, 3, amplifier 4 of alternating voltage, linear rectifier 5 of alternating voltage, large-scale amplifier 6, display unit 7, stabilized source 10 of increased constant voltage, limiting resistor 11 , controlled insulation resistance 12, nonlinear resistive two-port 13, terminals 14, 15. Elimination of non-linear deviations from the result allows to improve the measurement accuracy. 2 Il.

Description

-Jfo-Jfo

3131

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и предназначено дл  измерени  больших (5И мОм активных (резистивных) сопротивлений на повышенном посто нном стабилизированном напр жении (500 В и выше) а частности сопротивлени  изол ции электробытовых машин и приборов.The invention relates to instrumentation engineering and is intended to measure high (5 mΩ active (resistive) resistances at an increased constant stabilized voltage (500 V and above), and in particular, the insulation resistance of electrical household appliances and appliances.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности.The aim of the invention is to improve the accuracy.

На фиг.1 представлена блок-схема цифрового устройства дл  измерени  сопротивлени  изол ции на посто нном напр жении; на фиг.2 - две вольтам- г|ерные характеристики нелинейного Двухполюсника.Fig. 1 shows a block diagram of a digital device for measuring insulation resistance at a constant voltage; FIG. 2 shows two volt-ampere characteristics of a non-linear two-port network.

Цифровое устройство дл  измерени  сопротивлени  изол ции на посто нном напр жении содержит последовательно соединенные источник 1 переменного стабилизированного тока малой амплитуды , разделительный конденсатор 2, разделительный конденсатор 3, усилитель 4 переменного напр жени , ли- Чейный выпр митель 5 переменного напр жени , масштабный усилитель 6 и блок 7 индикации, содержащий последовательно соединенные аналого-цифровой дес тичный преобразователь 8 с дешифраторами на выходе и цифровой индикатор 9, последовательно соединенные стабилизированный источник 10 повышенного посто нного напр жени , ограничительный резистор 11 и контролируемое сопротивление 12 изол ции, а также нелиней- йый резистивный двухполюсник 13, пер в|ый выход которого соединен с вторым выводом контролируемого сопротивлени  12 изол ции и с общей точкой соединени  обкладок разделительных конденсаторов 2 и 3. КонтролируемоеA digital device for measuring the insulation resistance at a constant voltage contains a series-connected low-amplitude alternating current source 1, a coupling capacitor 2, a coupling capacitor 3, an alternating voltage amplifier 4, an alternating voltage line converter 5, a large-scale amplifier 6 and a display unit 7 containing series-connected analog-to-digital decimal converter 8 with output decoders and a digital indicator 9 connected in series with an ablated source of high DC voltage, a limiting resistor 11 and a controlled insulation resistance 12, as well as a nonlinear resistive two-pole 13, the first output of which is connected to the second output of the controlled insulation resistance 12 and to the common connection point of the separation plates capacitors 2 and 3. Controlled

сопротивление 12 изол ции подключает- .с тел  6 преобразуетс  в цифровой кодthe resistance 12 of the insulation is connected- with the body 6 is converted into a digital code

аналого-цифровым преобразователем 8 и выводитс  на цифровой индикатор 9 блока 7 индикации.analog-to-digital converter 8 and displayed on the digital indicator 9 of the display unit 7.

С  своим первым и вторым выводом к клеммам 14 и 15 соответственно. Вторые выводы источника 1 переменного стабилизированного тока малой амплитуды , стабилизированного источника О повышенного посто нного напр жени  и нелинейного резистивного двухполюсника 13 соединены с общей шиной , вход аналого-цифрового дес тичного преобразовател  8 с.дешифраторами на выходе  вл етс  входом блока 7 индикации.With its first and second output to terminals 14 and 15, respectively. The second terminals of a small amplitude stabilized current source 1, a stabilized source O of an increased constant voltage, and a nonlinear resistive two-pole 13 are connected to a common bus, the input of the analog-to-digital decimal converter 8 at the output of the display unit 7.

Цифровое устройство дл  измерени  сопротивлени  изол ции на посто нномDigital device for measuring insulation resistance on a constant

напр жении работает следующим образом .The voltage works as follows.

Измерительна  цепь, состо ща  из последовательно включенных измер емого резистора 12, подсоедин емого через клеммы 14 и 15, и нелинейного резистивного двухполюсника 13, питаетс  посто нным током, протекаюThe measuring circuit, consisting of a series-connected measuring resistor 12, connected via terminals 14 and 15, and a non-linear resistive two-pole 13, is supplied with a direct current, flowing

щим через ограничивающий резистор 11 с выхода стабилизированного источника 10 высокого посто нного напр жени .through the limiting resistor 11 from the output of the stabilized source 10 of high constant voltage.

Посто нный ток в измерительной цепи, обратно пропорциональный величине измер емого сопротивлени  12, определ ет величину дифференциThe constant current in the measuring circuit, inversely proportional to the magnitude of the measured resistance 12, determines the magnitude of the differential

ального сопротивлени  R| нелинейного резистивного двухполюсника 13, которое обратно пропорционально величине этого тока, т.е. дифференциальное сопротивление RJ пропорцио5Resistance R | nonlinear resistive two-terminal 13, which is inversely proportional to the magnitude of this current, i.e. differential resistance RJ is proportional to

00

5five

00

нально величине R -измер емого сопротивлени  12.The magnitude of R is the measured resistance 12.

Дл  определени -дифференциального сопротивлени  нелинейного резистивного двухполюсника 13 через него пропускают стабилизированный переменный ток с источника 1 переменного тока и измер ют переменную составл ющую падени  напр жени  на нелинейном двухполюснике 13.In order to determine the differential resistance of a nonlinear resistive two-pole 13, a stabilized alternating current is passed through it from an alternating current source 1 and the variable component of the voltage drop across the non-linear two-pole 13 is measured.

Переменное напр жение, снимаемое с двухполюсника 13, через разделительный конденсатор 3 поступает на вход усилител  4 переменного напр жени . С выхода усилител  4 переменное напр жение выпр мл етс  линейным выпр мителем 5 и подаетс  на вход масштабного усилител  6, который приводит уровень сигнала посто нного напр жени  к стандартному уровню, например 0 - 200 мВ.The alternating voltage removed from the two-port 13, through the coupling capacitor 3, is fed to the input of the variable-voltage amplifier 4. From the output of amplifier 4, the alternating voltage is rectified by a linear rectifier 5 and fed to the input of scale amplifier 6, which brings the level of the dc signal to a standard level, for example, 0-200 mV.

Аналоговый сигнал с выхода усили0Analog Signal Output 0

5five

аналого-цифровым преобразователем 8 и выводитс  на цифровой индикатор 9 блока 7 индикации.analog-to-digital converter 8 and displayed on the digital indicator 9 of the display unit 7.

Дл  получени  линейной зависимости выходного сигнала с нелинейного резистивного двухполюсника (переменной составл ющей) от сопротивлени  измер емого резистора 12 формируетс  вольтамперна  характеристика резистивного двухполюсника 13, обеспечивающа  равные приращени  посто нного напр жени  на двухполюснике 13 при изменении значений тока измерительной цепи всегда в К constIn order to obtain a linear dependence of the output signal from a nonlinear resistive two-pole (variable component) on the resistance of the measured resistor 12, the volt-ampere characteristic of the resistive two-pole 13 is formed, ensuring equal increments of constant voltage on the two-pole 13 when the current of the measuring circuit is always K const

раз, что соответствует изменени м измер емого сопротивлени  также в К const раз.times, which corresponds to changes in the measured resistance also by K const times.

Дл  получени  линейной зависимости выходного сигнала от сопротивлени  Rvv3 измер емого резистора 12 нелинейный резистивный двухполюсник 13 должен отвечать требовани м; обладать малым относительно величины RИЈ измер емого сопротивлени  12 сопротивлением посто нному и переменному току (дифференциальное сопротивление R « КИа) обеспечивать линейную зависимость собственного дифференциального сопротивлени  от сопротивлени  измер емого резистора 12. На фиг.2 приведены две вольт- амперные характеристики нелинейных резисторов, обеспечивающих линейность зависимости выходного сигнала от измер емого сопротивлени .In order to obtain a linear dependence of the output signal on the resistance Rvv3 of the measured resistor 12, the nonlinear resistive two-pole 13 must meet the requirements; have a relatively low DC and AC current (differential resistance R "KIa) small relative to the size of the measured resistance R 12 to ensure a linear dependence of the own differential resistance on the resistance of the measured resistor 12. Figure 2 shows two current-voltage characteristics of nonlinear resistors providing linearity dependence of the output signal on the measured resistance.

Устранение нелинейных отклонений из получаемого результата поз-вол ет повысить точность измерени  сопротивлени  изол ции.Elimination of nonlinear deviations from the result obtained allows one to increase the measurement accuracy of the insulation resistance.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Цифровое устройство дл  измерени  сопротивлени  изол ции на посто нном гапр жении, содержащее последовательно соединенные стабилизированный источник повышенного посто нного напр жени  и ограничительный резистор, последовательно соединенные масштабный усилитель, и блок индикации , первую и вторую клеммы дл  подключени  контролируемого сопротивлени  изол ции, перва  клемма дл A digital device for measuring the insulation resistance at a constant gap, containing a series-connected stabilized source of high constant voltage and a limiting resistor, series-connected scale amplifier, and a display unit, the first and second terminals for connecting a controlled insulation resistance, the first terminal for 10ten 66167566616756 подключени  контролируемого сопротивлени  изол ции соединена с вторым выводом ограничительного резистора , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него дополнительно введены нелинейный резистивный двухполюсник и последовательно соединенные источник переменного стабилизированного тока малой амплитуды, два разделительных конденсатора, усилитель переменного напр жени  и линейный выпр митель, обща  точка сое- j j динени  обкладок разделительных конденсаторов соединена с второй клеммой дл  подключени  контролируемого сопротивлени  изол ции и первым выводом нелинейного резистивного двухполюсника , второй вывод которого соединен с общей шиной, выход линейного выпр мител  соединен с входом масштабного усилител , вторые выводы стабилизированного источника повышенного посто нного напр жени  и источника переменного стабилизированного тока малой амплитуды соединены с общей шиной, причем нелинейный резистивный двухполюсник обла- 3Q дает вольтамперной характеристикой, дл  которой равным приращени м посто нного падени  напр жени  на двухполюснике соответствуют изменени  тока от одного меньшего значени  к другому большему всегда в К раз, начина  с выбранного начального значени , что соответствует изменени м величины измер емого сопротивлени  изол ции также в К раз, где К - посто нна  величина.Connecting a controlled insulation resistance is connected to the second output of a limiting resistor, characterized in that, in order to improve measurement accuracy, a nonlinear resistive two-pole and series-connected low-amplitude alternating current source, two decoupling capacitors, a linear voltage amplifier and a linear the rectifier, the common junction point of the junction plates of the coupling capacitors is connected to the second terminal for connecting the insulated resistance and the first nonlinear resistive two-pole output, the second output of which is connected to the common bus, the output of the linear rectifier is connected to the input of a large-scale amplifier, the second outputs of the stabilized source of high DC voltage and a source of alternating stabilized current of small amplitude are connected to the common bus, moreover, a nonlinear resistive two-pole region of 3Q gives a current-voltage characteristic, for which is equal to the increments of a constant voltage drop across two A pole corresponds to a change in current from one smaller value to another greater always in K times, starting with the selected initial value, which corresponds to changes in the value of the measured insulation resistance also in K times, where K is a constant value. 7070 2525 3535 4040 УровеньLevel к+1k + 1 к+2to + 2 к+зto + s o.f 0,2 о,з ф о,5 о,б o,i о,8 цдцбo.f 0,2 o, sf o, 5 o, o b, i o, 8 cdcb Фиг. ZFIG. Z