电桥法绝缘电阻测试电路设计

测试原理

绝缘电阻是指在规定条件下绝缘体上所施加的直流电压U与泄漏电流I的比值，即：R=U／I。测试绝缘电阻时所施加的直流电压不能太高，否则会导致绝缘内部局放电，既影响测试正确，又易造成绝缘损坏；也不能太低，以致影响测试的灵敏度和准确性。测试电压一般为V一0V。

由于加上电压后，绝缘中存在着三种随时间而衰减的电流。因此，理论上应等这三种电流全部衰减完后才读出电导电流(泄漏电流)的数值，以计算绝缘电阻。但时间太长测量工作量大以及考虑到测量系统长时间的稳定性，因此在测量方法的标准中明确规定在接通电流后不少于1min，不超过5min读数。这样既保证了非电导电流大部分已经消失，又使测量时间有了统一，使读数具有重复性和可比性，以及提高测量效率。

电路设计

常用的电缆故障检测方法有电桥法、电容法、高压电声法、音频脉冲法和行波法。每种方法各有优点，适用的故障类型也不尽相同。电流电压法测试原理简单、易于实现，但由于测量电压的不稳定和干扰信号的影响，易造成测量误差，测量精度不高。电容充电法测试过程较为复杂，实际操作起来困难，且测试数据误差较大。电桥法利用了两个桥臂的平衡原理，抵消了测量电压的变动对测量精度的影响，较前两种方法，测试精度更高。

我们将惠斯登电桥法的基本思想应用于绝缘电阻测试电路的具体设计中，有效地提高了电缆绝缘电阻的测试精度。其取样网络采用了惠斯登电桥法的测试原理。

由于采用了电桥法，辅助测试回路跟踪电源电压的变化，从而抵消电源电压波动对测量带来的误差，提高测试的准确性。

高压产生电路设计

测量绝缘电阻时所要求的测试高压为V，而一般情况下电缆的绝缘电阻阻值都很大，基本上工作处于开路状态，故而电流很小，消耗的功率也小(电流大约为lmA)。由PWM芯片SG为调压芯片所构成的升压电路升压过程如下：将直流电压作为输入电压，由芯片SG产生的PWM脉冲经过MOSFET推动之后，驱动升压变压器，经过倍压，整流、滤波后得到稳定的高压输出，该高压输出反馈回芯片SG的比较输入端，通过反馈网络来控制PWM波形的占空比，从而使得输出电压恒定。

通道选择和测量电路设计

每台电缆测试控制器具有80芯电缆接口，通道选择电路采用两组多路开关阵列实现，可以锁定被测电缆网络中的任意一个或两个通道。绝缘电阻测量电路采用高压电源与基准电阻和被测电缆组成电桥取样回路。

参考依据

GB／T.2-固体绝缘材料介电和电阻特性第二部分：电阻特性（DC方法）体积电阻和体积电阻率；等同IEC-3-1-固体绝缘材料的介电和电阻性能-第3-1部分：电阻特性的确定（直流方法）体积电阻和提电阻率一般方法IEC-3-2-；IEC-3-3-，GB∕T-硫化橡胶绝缘电阻率的测定等标准要求。GBT64-测定固体绝缘材料绝缘电阻的实验方法（等同IEC：）。GB/T-固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法（等同IEC：）。GB/T-硫化橡胶绝缘电阻率的测定。GB/T.5电线电缆电性能试验方法绝缘电阻试验等而设计和制造的。GB液体增塑剂体积电阻率的测定。GBT-硫化橡胶或热塑性橡胶导电性能和耗散性能电阻率的测定。主要用于防静电产品如防静电鞋、防静电塑料橡胶制品、计算机房防静电活动地板等电阻值的检验以及各种绝缘材料的电阻/率测试，微弱电流如二极管暗电流测量和电子电器产品的绝缘电阻测量，橡胶、薄膜、地毯、织物及粉体液体及固体和膏体形状的各种绝缘材料体积和表面电阻值的测试。该仪器具有4.3英寸大屏显示器，高亮度，超高清晰度，体积小，重量轻；可自动手动测量切换，安捷伦同款信号线；各种接口（例如USB接口，RSC、Handler）测试电压可正负切换，无极调节等优点。仪器最高量程Ω电阻值，还可测量漏电流。

产品特点：

1、显示器：4.3英寸大屏幕液晶显示，测量准确度高，屏幕高亮度，超清晰度，显示像素*。体积小，重量轻，方便使用。

2、测量：自动/手动测量切换，安捷伦同款信号线。

3、接口：USB接口，RSC、Handler

4、测试体积电阻率时直接显示体积电阻、体积电阻率、测试时间；测试表面电阻率时直接显示表面电阻、表面电阻率、测试时间；测试绝缘电阻时屏幕直接显示绝缘电阻，微电流，测试时间。

5、电压：VAC~VAC；频率:47Hz-63Hz。测试电压可正负切换，无极调节。

6、温湿度：温度：0-40℃，相对湿度＜80%。温湿度传感器，实时显示。

7、触发器：内部触发，手动触发，外部触发，总线触发。