[實用新型]一種新型的數字多用表的保護電路

無效

• 申請號: 200720096480.1
• 申請日: 2007-06-21
• 公開（公告）號: CN201110862Y
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 顧慰君
• 申請（專利權）人: 天津市微儀電子儀器科技有限公司
• 主分類號: G01R1/36
• 分類號: G01R1/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種數字多用表的保護電路，用于保護數字多用表避免因錯誤操作誤測高電壓而導致損壞。

背景技術

目前，數字多用表的主運算放大器的保護電路如圖1所示。在主運算放大器輸入回路串接高阻值電阻R并用晶體二極管D1、D2構成放電回路。當在低量程誤測高電壓時，該高電壓產生的電流經電阻R和晶體二極管D1或D2注入電源，高電壓的絕大部分都降在電阻R上，主運算放大器上得到的電壓近似等于電源電壓，從而實現對主運算放大器的保護。當數字多用表處于自動量程轉換功能時，數字多用表將立即升至高量程，數字多用表即能正常工作而不致損壞。但是，若數字多用表處于手動量程轉換功能，在低量程接入高電壓時間過長，電阻R將發熱，溫度過高也將導致儀器損壞。

數字多用表損壞最多發生在測量電阻時誤測高電壓。數字多用表測量電阻有多種方案，其中常見的一種的原理圖如圖2所示?；鶞孰妷涸从呻娮鑂2、齊納二極管Z1和運算放大器A1構成。運算放大器A1輸出基準電壓Vr。被測電阻Rx直接接在運算放大器A2的反向輸入端和輸出端之間?；鶞孰妷涸赐ㄟ^基準電阻R1向被測電阻Rx供給基準電流。該電流流經被測電阻Rx后流入運算放大器A2的輸出端，同時產生與被測電阻Rx的阻值成正比的電壓Vout。顯然，運算放大器的輸出端和基準電壓源的輸出端不能再串接任何電阻，更不能接高阻值電阻。一旦誤測高電壓(即高電壓代替了被測電阻Rx)高電壓將直接加到運算放大器A2的輸出端，高電壓也將通過電阻R1加到運算放大器A1的輸出端。而在低電阻量程R1的阻值只有100Ω或1kΩ。高電壓將燒毀運算放大器A1和A2。為此，也產生了許多保護電路(這些保護電路廣泛采用了熱敏器件)，當誤測高電壓時保護電路的元器件將首先燒毀，從而保護了核心的運算放大器和精密電阻不致損壞。這時必須打開儀器，更換被燒毀的元器件，修復的儀器還須重新檢測和計量。

實用新型內容??本實用新型是一種用于保護數字多用表避免因錯誤操作誤測高電壓而導致損壞的保護電路，由繼電器K、鑒別電路、或門電路H、執行電路、低通濾波器和復原鍵組成，利用鑒別電路對數字多用表內因誤測高電壓而出現的反常電壓進行監測，所有的鑒別電路的輸出端連接或門電路H的輸入端，或門電路H的輸出端連接執行電路的輸入端，執行電路的輸出連接繼電器K的激勵線圈。數字多用表的輸入端經繼電器K的觸點與表內電路連接。

具體措施如下：

1，數字多用表的輸入端經繼電器K的觸點與表內的測量電路連接。繼電器的觸點閉合時，數字多用表正常工作。繼電器的狀態由執行電路控制。執行電路狀態翻轉時繼電器的觸點打開，數字多用表的輸入端與表內測量電路切斷，數字多用表立即處于被保護狀態。

2，當誤測高電壓時，誤測的高電壓進入數字多用表內，將在某些點上產生反常的高電壓，數字多用表可能因此而損壞。利用鑒別電路對這些點的電壓進行檢測。如果發現電壓反常(例如比正電源電壓還高或比負電源電壓還低)鑒別電路將給出報警信號。

3，所有的鑒別電路的報警信號輸入或門電路H，或門電路H的輸出信號觸發執行電路使其翻轉，繼電器的觸點打開，數字多用表立即處于被保護狀態。只要有一個鑒別電路發出報警信號數字多用表的輸入端與內部測量電路就將完全隔離。由于不同的數字多用表可以有不同數目的測量功能，測量方案也各不相同，因此對不同的數字多用表需要通過技術分析確定需要檢測的點的位置，所需的鑒別電路的數目也將不同。

從鑒別電路發現反常電壓到繼電器切斷輸入電路需要幾毫秒的反應時間。

4，當高電壓出現在數字多用表內高精度運算放大器的輸出端時(例如圖2中的運算放大器A1和A2)，可能繼電器還來不及切斷高電壓，運算放大器A1和A2已經損壞。為了保護這些運算放大器不致損壞，這些運算放大器應該在輸出電路插入低通濾波器。由于有較大的時間常數，濾波電容上的電壓需要一定的時間才能建立，誤接的高電壓還來不及對運算放大器構成威脅即已被鑒別電路發覺并被切斷。低通濾波器可以采用T形濾波電路。圖3是輸出電路插入低通濾波器的基準電壓源的原理圖，電阻器R3、R4和電容器C1構成低通濾波器。由于低通濾波器在反饋回路以內，因此它的存在不影響基準電壓源的輸出電壓。同理，圖4是輸出電路插入低通濾波器的電阻-電壓轉換器的原理圖，電阻器R5、R6和電容器C2構成低通濾波器，由于低通濾波器在反饋回路以內，因此Vout仍與被測電阻Rx成正比。如果濾波器的電阻的阻值不超過1kΩ，濾波電容的容量不超過1μF，這對于數字多用表中輸出電流較小的直流運算放大器是可以接受的。