《高阻测量电路 兆欧表》.docVIP

目 录 第1章 课程设计的目的与要求 1 1.1高阻测量电路——兆欧表的应用 1 1.2高阻测量电路——兆欧表的要求 2 1.3 设计方案论证 3 1.4 总体设计方案框图分析 3 第2章 单元电路的设计 4 2.1方波产生电路 4 2.2脉冲升压电路 5 2.3 整流滤波电路 6 第3章 课程设计整体分析 7 3.1 整体电路图及工作原理 7 3.2 电路参数计算 8 3.3 整体电路性能分析 9 第4章 课程设计总结 10 参考文献 11 第一章 课程设计的目的与要求 1.1高阻测量电路——兆欧表的应用 兆欧表俗称摇表，是一种用来测量高电阻值的仪表，它可用来测量电气设备的绝缘电阻，也可用来测量某些元件的性能参数及质量好坏。一般只有500伏或1000伏的兆欧表，当测量高压电气设备绝缘时，经常会感到兆欧表的输出电压不足，灵敏度较低，甚至达不到查出局部性绝缘缺陷的目的。因有时用500伏兆欧表测被试品绝缘值电阻值较高，而用2500伏兆欧表测其绝缘电阻值时已低到不能使用的程度。绝缘是相对的，基本绝缘体对低压是绝缘的，但对高压不一定是绝缘的，因此，用不同电压兆欧表测出的绝缘电阻值是不同的。兆欧表的选择，主要是选择它的电压及测量范围。高压电气设备绝缘电阻要求高，须选用电压高的兆欧表进行测试；低压电气设备内部绝缘材料所能承受的电压不高，为保证设备安全，应选择电压低的兆欧表。选择兆欧表的原则是不使测量范围过多地超出被测绝缘电阻的数值，以免因刻度较粗而产生较大的读数误差。另外还要注意有些兆欧表的起始刻度不是零，而是１MΩ或２MΩ，这种兆欧表不宜测量处于潮湿环境中的低压电气设备的绝缘电阻，因为在这种环境中的设备绝缘电阻较小，有可能小于１MΩ，在仪表上读不到读数，容易误认为绝缘电阻为１MΩ或为零值。”的位置。 1.4总体设计方案框图及分析 1.设计思路 要测量高阻物体的阻值，需要有稳定的直流高压，故首先将直流低电压（设用9V电池供点）升压为1000V的直流高压，同时采取稳压措施。根据直流电压和开关稳压电源的原理，可先将电池供电的直流电压变为方波信号，再通过脉冲变压器升压，然后经过整流，滤波，可获得直流高压。为了稳压，可对输出电压采样，利用采样信号去控制方波的占空比，从而实现未定输出电压。 有了直流高压后，将微安表与被测电阻串如回路，便可测出流过电阻的电流，将流过表头的电流换算成对应电阻的刻度，则可直接读出被测电阻的阻值。 2．兆欧表设计方案框图 兆欧表框图 电源接通后，三极管T导通，线圈的两端产生上正下负的感应电动势，以阻止T的集电极电流i的增加。通过耦合线圈也产生上正下负的电动势，电动势经电容的C的耦合通过R是T的基极电流加大，则i进一步增加，再次通过使增加，该正反馈过程使三极管迅速饱和。此后C经、T逐渐放电，C左端电位下降，又在中产生下正上负的感应电动势，也产生下正上负的感应电动势，通过C使减小，I进一步减小，此正反馈过程使三极管迅速截止，E通过D、对C充电，使T的基极电位升高，当升到使T导通时，又重复上述过程。以上就是周而复始地进行，产生振荡，得方波输出。改变电容的充放电时间常数，可改变其占空比。 方波信号电压通过脉冲变压器升压（/＞＞1），是输出信号再经过整流、滤波，得到支流高压输出信号。 被测电阻与微安表串于输出回路中，则有相应的电流流过表头，采用切换开关切换表头不同的并联电阻，使表头满刻度值分别校正为1000μA、100μA和10μA，即可得到三档不同量程。为了防止表头损坏，可在表头两端并联两个反向的二极管。在输出端串联一保护电阻，防止R小于1M时损坏器件。 用电阻分压器对输出信号采样，用运算放大器A和三极管构成控制器。 控制器电路图 当上升时，也上升，使三极管的集—射级电阻减小，时间常数τ减小，则加快电容C的放电速度，加速振荡电路中T由饱和变截止，E变成下正上负，使减小，起到稳定输出电压的作用。 第二章 单元电路的设计 2.1方波产生电路 方波产生电路电路图 在原理上讲，凡具有发达能力的集成器件或三极管都可用来组成振荡器，目前已有按照振荡器工作特点设计的集成电路供选用。例如，用集成振荡器E1648能方便地组成震荡频率的振荡器，集成多功能振荡器5G8083能输出低频正弦波，方波，三角波信号，用集成定时器555/666能灵活地组成数百千赫以内的多谐振捣能够器等。用上述集成器件组成波形产生电路时，具有电路简单，调试方便，性能优良等一系列优点，在相应的频率范围内，可优先选用此类器件。 选用具有放大能力的集成器件时，首先应考虑器件的工作频率范围。为了满足振荡器的起振条件，放大器的单位增益带宽BW至少应比振荡频率大（1—2）倍。为保证振荡器有足够高的频率稳定度，一般取3dB带宽（对集成宽带放大器）因此，在几百千赫以下时，可选用集成功放等，在