剩余電壓測試儀的測試分析
電器產(chǎn)品電源端口的電容殘余電壓測試是電器產(chǎn)品**性檢測的重要指標(biāo)之一，在使用、維護(hù)或維修電器產(chǎn)品時(shí)，使用人員或維修人員在電器設(shè)備下電后，由于設(shè)備內(nèi)部電容的儲(chǔ)能，使得電路在斷電后人可接觸到的導(dǎo)體部分的電壓（如電源插頭的火線、零線、地之間的任意兩兩組合）不能立刻下降到人體可承受的電壓值以下。從人員防電擊保護(hù)的目的出發(fā)，對(duì)使用人員可能接觸到產(chǎn)品的供電端子、或維修人員打開機(jī)器外殼后接觸到內(nèi)部的電路導(dǎo)體，要求在產(chǎn)品斷電后的規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，使用人員或維修人員能夠接觸到的導(dǎo)體部分的殘余電壓需要滿足相關(guān)產(chǎn)品**標(biāo)準(zhǔn)要求。目前市場上應(yīng)用較廣的產(chǎn)品對(duì)斷電后的殘余電壓要求見表1。
詳細(xì)分析了常規(guī)測試方法及其使用的測試設(shè)備對(duì)測試結(jié)果的影響，并結(jié)合國內(nèi)外檢測標(biāo)準(zhǔn)的要求，應(yīng)用DSP設(shè)計(jì)了高智能化的測試儀器，實(shí)現(xiàn)了電氣產(chǎn)品電源端口的電容殘余電壓自動(dòng)在電壓*高點(diǎn)斷電測試并顯示測量結(jié)果的自動(dòng)化測量，同時(shí)對(duì)比國內(nèi)外能力驗(yàn)證的測試數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了本設(shè)備測量**性和準(zhǔn)確性。
剩余電壓測試儀的測試分析
一、 測試方法介紹
電氣產(chǎn)品的**檢測和認(rèn)證過程中，產(chǎn)品電源輸入端口的電容放電測試是非常重要的測試項(xiàng)之一，所有電氣產(chǎn)品的**標(biāo)準(zhǔn)中都對(duì)產(chǎn)品的輸入端口的電容放電做了要求，對(duì)于一個(gè)電氣產(chǎn)品，內(nèi)部的電容和電阻都是固定的（如圖1）
圖1
圖1中產(chǎn)品電源端口L-N之間的電壓計(jì)算公式為：
其中：U0為放電初始電壓
t為斷開供電電源后的時(shí)間
C為產(chǎn)品內(nèi)部電容
R1為產(chǎn)品內(nèi)部放電電阻
剩余電壓測試儀的測試分析
U為斷開供電電源后時(shí)間t時(shí)對(duì)應(yīng)的L-N插腳之間的電壓從公式可以看出，初始電壓U0越大，則在規(guī)定的放電時(shí)間點(diǎn)，端口電壓U越大。按照相關(guān)產(chǎn)品**??準(zhǔn)的要求，電源輸入端口的電容參與電壓值應(yīng)該為在正常和單一故障情況下的*大值，根據(jù)理論分析，可以得出在輸入電壓*大的時(shí)候（供電電源電壓的峰值處）斷開供電電源進(jìn)行測量得到的電壓值。
在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行該項(xiàng)測試的時(shí)候，通常選用示波器和測量探頭，為了同時(shí)斷開供電電源，通常會(huì)在供電電源輸入串入一個(gè)手動(dòng)或自動(dòng)的斷路裝置，測試的示意圖如圖2所示。
圖2
在實(shí)際測量操作過程中，特別是在工頻50Hz或60Hz下進(jìn)行測試，由于每個(gè)波形的峰值價(jià)格時(shí)間非常短，通常16.7-20ms，往往不能準(zhǔn)確的在峰值處切斷輸入電壓，即使從示波器波形看到從峰值處斷開電源，但是由于示波器的顯示和人眼的識(shí)別能力存在主觀的誤差，引入的隨機(jī)誤差非常大，一般要經(jīng)過多次的測試嘗試才可能完成一個(gè)測試，而且同時(shí)要切斷開關(guān)，又要用示波器抓取、讀取數(shù)據(jù)，造成實(shí)際工作中存在較多的意外、偶然因素。
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二、 測試方法對(duì)測試結(jié)果的影響分析
早期的測試中，直接使用探頭接示波器來抓取斷電后電容放電的波形，再從波形中讀取一定時(shí)間后的放電電壓，但是這種測試方法有很大的缺陷，由于一般的測量探頭本身的輸入阻抗是8MΩ，當(dāng)用此探頭去測試時(shí)，相當(dāng)于在回路中增加了一個(gè)8MΩ的放電電阻，從而影響測試結(jié)果（圖3）。
圖3
當(dāng)用示波器探頭并聯(lián)到電路上后，由于示波器探頭具有一定的內(nèi)阻R2，所以，實(shí)際測量電路的放電電阻為
，就會(huì)造成電路實(shí)際的放電電阻減小，測量的放電速度加快，實(shí)際結(jié)果存在一定的誤差，而且測量所使用的探頭內(nèi)阻越小，測量誤差越大。由于目前市場出售的絕大多數(shù)測試探頭內(nèi)阻較低，通常不超過10MΩ，因此使用普通探頭對(duì)測試結(jié)果存在一定的誤差。
三、 電容放電測試儀的研究
為了提高測試效率，降低人為主觀的影響因素、提高測試的準(zhǔn)確性和測量精度，青島儀迪電子有限公司在對(duì)測量電路分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種高精度的剩余電壓測試儀IDI2620，具有較高的電壓采樣電阻（100MΩ），可以自適應(yīng)的采樣，分析判斷電源輸入電壓波形、頻率和峰值狀態(tài)，確保測量在電壓峰值處自動(dòng)切斷輸入電壓，同時(shí)可以記錄斷電后規(guī)定時(shí)間點(diǎn)的殘余電壓和放電到具體電壓的放電時(shí)間，以及放電波形曲線，并在彩色液晶顯示出來，供測試人員直接讀出測試數(shù)據(jù)。
青島儀迪電子有限公司研制的剩余電壓測試儀IDI2620將實(shí)現(xiàn)電容放電試驗(yàn)的自動(dòng)化，提高檢測效率，有效避免人員、環(huán)境對(duì)測量結(jié)果的影響，使測量更精準(zhǔn)。
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