摘要：隨著電子技術(shù)及單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的手搖式兆歐表被智能型兆歐表所取代已是大勢所趨。介紹了基于5l系列單片機(jī)的智能型兆歐袁的原理、結(jié)構(gòu)、功能及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)。

    關(guān)鍵詞：51系列單片機(jī)；icl7135；智能型兆歐表

    中圖分類號：tm46 支獻(xiàn)標(biāo)識碼： 文章編號：0219 2713(2005)06 0047一03

    引言

    絕緣電阻是電氣安全檢測項(xiàng)目中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，而測得試品絕緣電阻60s的值r60與15s的值r15的比值k=r60/r15被稱為吸收比(對于大電容設(shè)備為lomin之值與lmin之值的比值，稱為極化指數(shù))，是檢驗(yàn)絕緣是否嚴(yán)重受潮或存在局部缺陷的重要依據(jù)。兆歐表是測量絕緣電阻的專用儀表，應(yīng)用廣泛。而傳統(tǒng)的手搖指針式兆歐表，必須用手搖發(fā)電機(jī)保證有120r／s的轉(zhuǎn)速才能維持正常的輸出電壓，測量范圍小、誤差大、吸收比須在測量后另行計(jì)算，使用不便。

    隨著電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是單片機(jī)(single-chlp microcontroller)的出現(xiàn)并不斷發(fā)展，引起了儀器儀表結(jié)構(gòu)的根本性變革。以單片機(jī)為主體取代傳統(tǒng)儀器儀表的常規(guī)機(jī)械及電子線路，可以容易地將計(jì)算技術(shù)與測量控制技術(shù)結(jié)合在一起，形成智能化測量儀表。這種新型的智能化儀表在測量過程自動化、測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理、以及功能的多樣化方面都取得了巨大進(jìn)展，并得到了廣泛應(yīng)用。

    基于icl7135的智能型兆歐表采用mcs-51系列單片機(jī)875l和harris公司生產(chǎn)的位bcd碼精度a／d轉(zhuǎn)換芯片icl7135，具有測量精度高、量程寬、測量方便、體積小、功耗低、功能全等特點(diǎn)。

    1 icl7135特性分析

    tct7l35是harris公司采用先進(jìn)的linmostm技術(shù)生產(chǎn)的高準(zhǔn)確度、通用型、位bcd碼精度雙積分式a／d轉(zhuǎn)換器。它有許多優(yōu)良的特性，在本設(shè)計(jì)中能夠得到突出反映的有：

    1)具有自動校零功能，自動較零的準(zhǔn)確性僅受系統(tǒng)噪聲的影響，且偏差小于10μv；

    2)有超量程(or)和欠量程(ur)信號，容易實(shí)現(xiàn)量程的自動轉(zhuǎn)換；

    3)設(shè)有6個控制信號端、同時進(jìn)行字位輸出和bcd碼輸出，可與lcd譯碼／驅(qū)動器及單片機(jī)接口，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，構(gòu)成智能化儀器；

    4)滿量程為2 0000在±20000汁數(shù)范圍內(nèi)的準(zhǔn)確度為±1個字。

    2 硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

    本設(shè)計(jì)主要由直流高壓產(chǎn)生電路、取樣電路、數(shù)據(jù)采集與控制器、譯碼／驅(qū)動lcd顯示4大部分組成。其原理框圖如圖l所示。

    下面將分別介紹4部分組成及工作原理。

    2.l 直流高壓產(chǎn)生電路

    直流高壓產(chǎn)生電路如圖2所示。

    將6v直流電源經(jīng)集成器件555和電阻r1及r2與電容c1接成的基本無穩(wěn)態(tài)振蕩模式，構(gòu)成高頻多諧振蕩器，振蕩頻率f=1.44／[(r1+r2)c1]，約為15 khz左右，產(chǎn)生的交變電壓經(jīng)脈沖變壓器升壓，次極的感應(yīng)電壓經(jīng)倍頻整流、濾波后，可得到約l000v的直流電壓作為測量用電壓。

    2.2　取樣電路

    取樣電路的作用足取得與測量值相關(guān)的電信號，用以計(jì)算、控制和顯示。劉測量的具體要求決定了取樣電路具體形式。本設(shè)計(jì)中取樣電路與icl7135連接，如圖3所示。

    圖3中，rx為被測絕緣電阻、r3為量程調(diào)節(jié)電阻、r1、r2為取樣分壓電阻。

    u為直流高壓產(chǎn)生電路提供的測量電壓，經(jīng)r1及r2分壓后(u2)加在7135的in-，經(jīng)rx、r3分壓后(u3)加在icl7135的cref-。

    根據(jù)雙積分a／d轉(zhuǎn)換器的工作原理，轉(zhuǎn)換結(jié)果由式(1)得到。

    式(1)中常數(shù)10000由lcl7135的正向積分固定時間t1=10000tcp決定，t