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  數字式兆歐表的工作原理與幾個重要參數(圖)

  本文對數字式兆歐表工作原理進行簡單分析，同時介紹數字式兆歐表幾個重要參數，使人們對數字式兆歐表有一個初步的了解。

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

  傳統的兆歐表也叫“搖表”，是由手搖發電機產生的高壓施加在被測物體上，通過測量流經被測物體的電流來測量其絕緣電阻，其操作麻煩、精度低。二十世紀八十年代以來由于電子技術及數字測量技術的迅速發展，出現數字式兆歐表。數字兆歐表運用電池驅動，免去手搖發電的麻煩，具有精度高、讀數直觀、操作方便、安全可靠、體積小、便于攜帶等優點，使之逐漸取代傳統的“搖表”，成為當今測量絕緣電阻最常用的儀表。

  數字兆歐表工作原理

  數字兆歐表一般由直流電壓變換器將電池電壓轉換為直流高壓電作為測試電壓，這個測試電壓施加于被測物上產生的電流經電流電壓轉換器轉換為相應的電壓值，然后送入模數轉換器變為數字編碼經微處理器計算處理，由顯示器顯示出相應的電阻值。

圖1.數字兆歐表原理框圖

  流電壓變換器(DC-DC變換器)是將電池電壓轉換為直流高壓測試電壓，它是數字式兆歐表關鍵部分，常見有250V、500V、1000V三種測試電壓(也有2500V、5000V等較高測試電壓)。由于考慮轉換效率、體積、輸出電壓控制及變換，數字兆歐表經常采用脈寬調制(PWM)型開關電源集成控制器將電池的直流電壓變換為脈寬調制信號，經升壓變壓器轉化為高壓脈沖，由倍壓整流(二倍或三倍)平滑成直流高壓測試電壓，其輸出電壓大小是通過輸出電壓控制電路調節脈沖寬度來實現的。常見使用UC3840、TL494、SG3524等，這類脈寬調制型控制器是國際上最為流行的開關電源集成控制器，它包括開關穩壓器所需的全部控制電路，其中有誤差放大器、振蕩器、脈寬調制器、脈沖發生器、開關管、過流過熱保護。圖2是應用SG3524將9V直流電升壓至1000V的實用電路。

圖2.圖2.DC9V-DC1000V 升壓轉換電路

  圖2中SG3524是升壓電路的核心，它直接向開關管Q1提供脈寬調制信號，由Q1推動升壓變壓器，經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，確定其開關頻率。電阻R1、R2提供取樣電壓經電壓誤差放大器管腳1引入與管腳2的參考電壓進行比較，放大器輸出電壓送至脈寬調制器控制輸出脈沖的占空比，從而穩定輸出電壓。第4、5腳為電流限制放大器，第11、12腳和13、14腳為集電極、發射極均開路NPN晶體管組成的輸出極。由SG3524可知： 開關頻率：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