450A接触电流测试仪测试网络和数据采集的设计

2012-08-17 16:50:29来源: 21ic

1.引言

随着社会的发展,人们使用的家用电器越来越多,品种和范围也越来越广,家用电器安全的重要性不言而喻。

而防触电是所有安全标准中最基本也是最重要的要求,家电产品的接触电流就是关于电器安全方面要求的内容之一,在中国强制认证(简称CCC认证)中也是产品安全型式认可试验的主要测试项目,以及生产企业确认检查的测试项目。450A接触电流测试仪就是一款专业用于测量接触电流的仪器。

2.定义

接触电流:当人体或动物接触一个或多个装置的或设备的可触及零部件时,流过他们身体的电流。

模拟人体阻抗网络:模拟人接触装置时的一个等效阻抗网络。

虚拟示波器:基于计算机的波形数据采集仪器。

3.模拟人体阻抗测试网络

产品的接触电流信号波形是非正弦波,谐波频率超过100Hz,见图1所示。对于是非正弦的波形,测量其峰值电流相对人体阻抗更准确。

由于接触电流是指当人接触到产品时流过人体的电流,而人体可以看成是一个阻抗网络,这个阻抗网络由电阻电容通过一定的连接方式组成。等效来看接触电流就是流过这个阻抗网络的电流,这样我们就可以模拟一个等效的测试环境来对接触电流进形测量。

在接触电流的测试过程中,有两个关键点:等效的人体阻抗网络和流过这个网络电流的峰值。等效的人体阻抗网络即模拟人体阻抗网络,在国际上通行的比较能模拟真实情况的有7种,如图2为其中比较常用的5种模拟人体阻抗网络,测量流过阻抗网络的电流也就是接触电流。450A接触电流测试仪是中国赛宝实验室研制的一款测量流过模拟人体阻抗网络电流的测试仪器,它内部集成了以上5种用于测试的模拟人体阻抗网络,网络与网络之间可自由进行切换,网络的切换通过单片机进行控制。

由于要对人体的阻抗进行模拟,所以对模拟人体阻抗网络的技术参数要求较高,在进行网络设计时所使用的电阻为无感电阻且较高的热稳定性,精度在1%以内,电容也使用品质较好的而且精度为1%的。如图2网络1,45OA测试仪器中,设计该网络用电阻采用的是国外进口的无感高功率电阻,精度为1%,电容采用是PHILIP公司的,精度为1%。在450A内部的其他测试络的设计上也选用同标准的元的件,达到较高的技术要求。

除了满足元器件精度要求外,网络的频率特性在设计也是非常重要的,只有在一定的频率范围内满足输入输出要求的网络才算是合格的。由于在设计电路时,电路板走线的长短和方向会对高频信号产生影响,还有元器件的放置位置也会有影响,如果设计不当,当信号频率去到几百千赫兹甚至上兆赫兹时,信号将出现比较大的衰减。如图2网络1,在进行设计时,通过向该网络输入不同频率的信号,测量u2的输出值来校验网络的特性。当频率比较低的时候,还能满足频率特性参数要求,但U2端的输出值是通过一个RC低通滤波器输出的,随着输入信号频率的升高(频率超过200kHz),信号被快速的衰减,此电路设计不能达到测试网络的特性参数要求。此时要对元件的安装位置及参数进行调整,并采用其它元件进行补偿,以满足该测试网络的频率特性要求,见表1。在设计其它网络时也要根据情况进行调整。

网络切换的设计上使用单片机进行控制切换,单片机通过串口与上位机主控程序进行交互,在主控程序中通过按键或鼠标进行控制选择。

4.接触电流的测量

流过以上模拟人体阻抗网络的电流称为接触电流。接触电流的波形为非正弦波(如图1),标准要求测量的接触电流值为最大的峰值电流,所以使用一般的有效值电流表无法进行准确测量。为了较为准确的测量接触电流的峰值,在设计上采用波形测量法测量接触电流波形的电压峰值,再通过计算得出接触电流(Id)值。

[1] [2]

关键字:电流测试仪  测试网络  数据采集

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0817/article_5697.html
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