專利名稱：一種數字漏電保護器測試儀及測試方法
技術領域：
本發明涉及一種電器檢測裝置，特別地涉及一種檢測漏電保護器裝置是否合格的數字漏電測試儀及測試方法。
背景技術：
漏電保護器廣泛應用于工業和家庭中，用來保護操作人員的人生安全，當設備產生漏電流或人員觸電，達到漏電保護器所規定的閾值時，漏電保護器就會在規定的時間內自動斷開電源，因此精確檢測漏電保護器的漏電流動作閾值是至關重要的。現在是市面上的漏電保護檢測裝置大多是采用分段產生漏電流的方式來檢測漏電保護器，而不能在一定范圍內連續、精確地調節漏電流，然而不同的漏電保護器的動作閾值是不同的，使現有漏電保護器檢測裝置的使用范圍受到限制。

發明內容
本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種能連續調節且能在一定范圍內精確產生漏電流的數字漏電保護器測試儀，從而達到全面檢測漏電保護器的目的。為了解決該問題，本發明是通過以下方案解決的提供一種數字漏電保護器測試儀，包括電源接入端；還包括η個并聯于電源接入端的電阻，這些電阻的阻值構成一個以1/2為公比的等比數列，即滿足如下關系=Rtl = RjR1 =R/2，R2 = R/22，……，Rlri = R/2"-1 ；并且在每個電阻所在的支路中，均串聯有一個可控的雙向電子開關用于控制該電阻是否接入電路；還有一個與單片機相連的驅動電路，該驅動電路連接至每個支路中的雙向電子開關，分別對其實現控制。作為一種改進，還包括一個與被測漏電保護器并聯的電壓傳感器，電壓傳感器、調理電路、AD采樣電路和單片機依次連接。作為一種改進，單片機還與指示燈相連。作為一種改進，單片機還與上位機相連。更進一步地，本發明還提供了一種基于前述數字漏電保護器測試儀的測試方法， 包括以下步驟(1)由上位機向單片機發送所要求的漏電流指令；(2)單片機收到漏電流指令后，由漏電保護器所處的電網電壓值V獲取雙向電子開關Si的狀態設定參數，并根據該參數設置單片機的I/O 口狀態設所需要的漏電流為I。ut (A)，記# = _，將N表示為η位的二進制數N = kV··
Iv1，其中bi的取值為0或1，則雙向電子開關Si的狀態以下述方式確定當、=1時，Si閉合，而當、=0時，Si斷開；所述η為所用電阻個數，i =0,1,L n-1 ；(3)在驅動電路的配合下，與單片機I/O 口相對應的雙向電子開關自動閉合，該雙向電子開關所在支路的電阻接入到主電路中產生所需要的漏電流；與此同時，單片機啟動一個定時電路，在規定的時間內根據電壓傳感器檢測到的電壓是否為零，從而判斷漏電保護器是否已將電路斷開。作為一種改進，還包括根據電壓傳感器檢測到的電壓情況，改變指示燈置位情況以提示檢測結果。作為一種改進，還包括將測試結果通過單片機上傳到上位機的步驟。本發明的有益效果在于本發明能夠連續、精確地控制產生的漏電流，且控制的精度只取決于最大的電阻值，并且可以根據電壓的變化在線調整開關的狀態，從而調整接入電阻的阻值，達到穩定電
流的目的；其次，控制方法很簡單，只需要根據# = _，將N表示為二進制數，設置單片機
相應的IO 口就可以了 ；再次，主電路極其簡單，所需的僅為電阻，因此十分穩定、可靠。


圖1是本發明用在單相漏電保護器時的原理示意圖。
具體實施例方式本發明的核心思想是提出了一個“權電阻網絡”，所有支路的電阻是并聯的，在每個支路中都有一個雙向電子開關控制其是否接入電路中，并且這些電阻的阻值滿足關系 R0 = R，R1 = R/2，R2 = R/22，......，Rlri = R/2n_10本發明中，用Dk = 1表示開關&閉合，Dk = 0表示開關&斷開，則每個
VW2"—1V
支路的電流可以表示為I0=Dj^，I1=D1^-，……，I“ =ZV1^7L，總電流
RRR
γ -ι
/ = /0+/,+--- + /^=-^ ^，其中1 = 0，1，2···η-1。由此可見，每改變一個開關的狀態，
Λ k=0
總電流的改變量為I，此即為電流的步進值，而當所有開關均閉合時，亦即Dk = 1時獲得最 K
大電流，該最大值為/ = 2"‘。綜上所訴，電流的精度取決于最大電阻R0的取值R，而電流
的取值范圍取決于電阻的個數n，根據所需要產生漏電流的范圍和精度，就可以獲得所需要的參數R和n，并留有一定的余量。假設所需要的漏電流為I。ut(A)，記# = ■^，將N表示為n(n為所用電阻個數)位
的二進制數N = Ktvblri (其中bi的取值為0或1)，則開關Si的狀態可以通過這樣很容易的確定當、=1時，Si閉合，而當bi = 0時，Si斷開。所述i = 0，1，L Π-1。為了獲得最大的精度，所有的電阻均采用溫度特性穩定的精密電阻，電阻的功率應根據所不同的使用場合選擇不同的功率等級。對于非標準的電阻值，可以采用可調電阻或幾個電阻串聯和并聯的方法獲得。對于較大功率阻值的電阻，還應考慮加風扇進行散熱。實際中，電網的電壓是會改變的，為了獲得準確的電網電壓，從而達到更高的電流精度，本發明中設有Hall電壓傳感器，其輸出電壓(或電流)經過調理電路后，變換到采樣電路的要求范圍，再經過AD采樣后變為數字信號送入單片機。這里，AD采樣器可以采用外部AD，亦可以使用單片機自帶的AD采樣器。對于電壓較低的場合，雙向電子開關可以采用繼電器，電壓較大時可以采用雙向晶閘或其他可控電力開關器件的反向并聯。上位機用于設定所需要的電流值，然后通過通信電路將設定值發送到單片機，單片機根據此電流值和采樣的電壓值確定所需要閉合的開關。指示燈用來指示漏電保護器的合格與否，此結果也將通過單片機上傳到上位機。下面，參考附圖和實例對本發明作進一步說明。作為一種具體的實現方式，本實施方式選電阻的個數η = 14，最大電阻的阻值為 4Μ Ω，即 R0 = 4Μ Ω，R1 = 2Μ Ω，& = IM Ω , R3 = 500Κ Ω，R4 = 8250Κ Ω , R5 = 125Κ Ω , R6 = 62. 5ΚΩ，R7 = 31. 3Μ Ω , R8 = 15. 6Κ Ω , R9 = 7. 8Κ Ω , R10 = 3. 9ΚΩ , R11 = 1. 96ΚΩ，R12 =
220V
976 Ω, R13 = 488 Ω，當電網電壓為220V是，漏電流的步進精度為^^ = 0.055wJ，因此，
4ΜΩ
270V
可以把漏電流看做是連續調節的，而漏電流的最大值為Y4X777^ = WlmA，因此其范圍為
4ΜΩ
0 901mA。當按圖1連接好線路以后，由上位機向單片機發送所要求的漏電流指令，單片機
收到該指令后，根據所測得的電網電壓值，按照公式# = _計算出N的值，然后將其轉換
為相應的二進制數，并根據該數值置位對應的I/O 口，在驅動電路的配合下，相應的開關就會自動閉合，該開關所在支路的電路就接入到主電路中，這樣就產生了所需要的漏電流，與此同時單片機啟動一個定時電路，在規定的時間內根據電壓傳感器檢測到的電壓是否為零，從而判斷漏電保護器是否已將電路斷開。如果漏電保護器在規定的時間內斷開電路，那么電壓傳感器檢測回來的電壓值為0，說明該漏電保護器合格，將指示燈置位綠色表示之； 如果在規定時間內，漏電保護沒有斷開電路，那么電壓傳感器檢測回來的電壓值為電網電壓(220V左右)，說明漏電保護不合格，并以紅色表示之，同時測試結果也將通過單片機上傳到上位機。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發明的具體實施例。顯然，本發明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種數字漏電保護器測試儀，包括電源接入端，其特征在于還包括η個并聯于電源接入端的電阻，這些電阻的阻值構成一個以1/2為公比的等比數列，即滿足如下關系=Rtl = R，R1 = R/2，R2 = R/22，……，Rlri =家1 ；并且在每個電阻所在的支路中，均串聯有一個可控的雙向電子開關用于控制該電阻是否接入電路；還有一個與單片機相連的驅動電路， 該驅動電路分別控制每個支路中的雙向電子開關。
2.根據權利要求1所述的數字漏電保護器測試儀，其特征在于，還包括一個與被測漏電保護器并聯的電壓傳感器，電壓傳感器、調理電路、AD采樣電路和單片機依次連接。
3.根據權利要求1或2所述的數字漏電保護器測試儀，其特征在于，單片機還與指示燈相連。
4.根據權利要求1或2所述的數字漏電保護器測試儀，其特征在于，單片機還與上位機相連。
5.一種基于權利要求1所述數字漏電保護器測試儀的測試方法，包括以下步驟(1)由上位機向單片機發送所要求的漏電流指令；(2)單片機收到漏電流指令后，由漏電保護器所處的電網電壓值V獲取雙向電子開關 Si的狀態設定參數，并根據該參數設置單片機的I/O 口狀態設所需要的漏電流為I。ut (A)，記# = _，將N表示為η位的二進制數N = bA··· V1，其中h的取值為0或1 ；則雙向電子開關Si的狀態以下述方式確定當h = 1時，Si閉合， 而當bi = 0時，Si斷開；所述η為所用電阻個數，i =0,1,L n-1 ；(3)在驅動電路的配合下，與單片機I/O口相對應的雙向電子開關自動閉合，該雙向電子開關所在支路的電阻接入到主電路中產生所需要的漏電流；與此同時，單片機啟動一個定時電路，在規定的時間內根據電壓傳感器檢測到的電壓是否為零，從而判斷漏電保護器是否已將電路斷開。
6.根據權利要求1所述的測試方法，其特征在于，還包括根據電壓傳感器檢測到的電壓情況，改變指示燈置位情況以提示檢測結果。
7.根據權利要求1所述的測試方法，其特征在于，還包括將測試結果通過單片機上傳到上位機的步驟。
全文摘要
本發明涉及電器檢測裝置，旨在提供一種數字漏電保護器測試儀及測試方法。該測試儀包括電源接入端和n個并聯于電源接入端的電阻，這些電阻的阻值構成一個以1/2為公比的等比數列，即滿足如下關系R0＝R，R1＝R/2，R2＝R/22，……，Rn-1＝R/2n-1；并且在每個電阻所在的支路中，均串聯有一個可控的雙向電子開關用于控制該電阻是否接入電路；還有一個與單片機相連的驅動電路，該驅動電路分別控制每個支路中的雙向電子開關。本發明能夠連續、精確地控制產生的漏電流，且控制的精度只取決于最大的電阻值，并且可以根據電壓的變化在線調整開關的狀態，從而調整接入電阻的阻值，達到穩定電流的目的；其次，控制方法很簡單；再次，主電路極其簡單，所需的僅為電阻，因此十分穩定、可靠。
文檔編號G01R31/00GK102435894SQ20111036222
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者楊歡, 湯浩, 胡龍軍, 趙榮祥 申請人:浙江大學