一文看懂绝缘电阻微机测试系统测量原理及系统框图

对于电子设备或多芯电缆某些触点之间的绝缘电阻，通常使用兆欧表测量。兆欧表的测量范围窄(100 kΩ～500 MΩ)，精度低(10%～20%)，操作复杂，特别是对多触点间的测量很难实现自动化。

本节设计了一种电桥调零测量法，应用单片机系统，实现了宽量程(20 kΩ～1275MΩ)，高精度（误差为±2.5%）和自动测量（自动切换量程和自动切换检测点）。

一、测量原理和系统框图

1．测量原理

本系统采用电桥调零法测量外加电压500 V时的绝缘电阻，电路原理图如下图所示。

由图可得：

当Rx很大时，Ux很小，为了保证A/D转换精度，需对Ux进行程控放大。设放大器输出U XK，放大倍数为K，则式(3-6)可写成

式(3 -7)即是测量的数学模型。从模型可看出：Rx的测量值与外加电压U(500 V)无关，当给定K、Ri和R2时，电桥调平衡，只须测得U2和UXK，则由式(3-7)可求得绝缘电阻Rx。

2．系统框图

测量系统由主控电路和采样电路两大部分组成。下图为其系统框图。主控电路是一个8031单片机系统。采样电路由继电器阵列、高压电源检测电桥和程控放大器组成。

系统工作过程是：根据键操作，单片机系统按给定的程序控制继电器阵列，使检测点接入测量电桥的Rx端；高压电源提供500V直流电压；电桥输出的电压经程控放大器放大和A/D转换，被单片机读取；按式(3 -7)计算出Rx，由LED显示或打印机打印记录。