高适配度通用化导通绝缘测试仪的设计及应用

式，通过单片机控制选择被测对象通道，通过分压电路和继电器切换电路产生对应的电压值，通过A/D转换模块将数字量输入单片机进行处理计算后显示。

3.1 A/D采样模数转换器LTC1864

本测试仪的采样A/D转换模块选用了凌力尔特的16串行A/D芯片，此款芯片由5V单电源供电，最大工作电流为850μA，最大采样率为250ksps，且可在-40℃~+125℃的宽温度范围内正常工作。其与单片机的接口电路见图7。

3.2 档位选择电路

本导通仪可对0~100MΩ的被测对象进行测试，但由于电阻范围跨度大，不同量级的被测对象对测试电压电流的要求也不同，若统一采用同一档位进行测量，其精度会大大降低，故本测试台对测试对象进行了档位的自动匹配选择，档位选择电路由多个继电器阵列组成，测试开始时，首先对被测对象进行粗测，根据粗测结果控制继电器切至匹配档位进行精测。本电路选用松下公司的TX2-5V继电器，由于单片机的输出电流无法直接驱动继电器动作，故在中间加入一级三极管进行放大后再驱动继电器工作，整个档位选择电路接口图见图8。

4 软件设计

4.1 主程序测试流程

主程序采集测试流程图见图9。

4.2 对提高采样精度的软件设计

为了降低非纯阻性被测对象及切换瞬间电压波动等不确定因素带来的测量误差，我们设计了采样结果处理程序，即用户可对任意路进行采样次数的设置，并剔除头尾数据段，选择截取其中有效数据段，取平均后显示。以测试5次，取中间3次数据取平均为例，其软件处理流程图如图10所示。

5 后端处理的设计

经过前端的采集过程后，系统接收各功能模块传输来的初始数据，进行后端的数据处理工作，主要包括配置项的加载、数据处理、判断等。

本测试仪通过配置表单的编译和加载完成对被测对象的测试点和测试方式的确认。配置表单以excle格式编辑，见图6。配置表单中的各列定义了其测试方式及项目等配置信息，各类定义见表1，其中有一些是定义了前端的采集状态，一些是制定了后端数据的处理方式。

登陆程序时，可选择登陆权限，不同级别的权限决定了对操作者后台的开放程度，确保了程序的安全性。在登陆界面中可将预先编辑好的配置表按被测对象进行对应选择匹配，并保存绑定关系，以便后续测试。登陆界面见图7。

6 显示存储的设计

成功登陆测试软件系统后，程序会自动加载所测对象的测试表单，用户可选择其中若干测试项进行自动测试，测试过程中实时显示测试结果并进行结果判断，全部项目测试完成后，提示结果信息，见图8。

测试结束后系统可按照用户的需求进行表单的自动存储。存储表单格式可由用户自定义，通用性广，适应性强。保存后，系统在用户指定路径中生成excle文件，且可按照用户需求选择保存模式，即新建式或替换覆盖式，且可按照用户使用习惯指定文件名的生成方式。

7 测试精度标定验证

为了确保每台测试仪的绝对精度，系统配有自检标定程序，可通过自检电缆将系统198路通道的内阻误差扣除，且可定期进行自校准，确保测试的准确性。同时系统选取了各种阻值范围及特性的被测对象对测试仪的各个通道进行精度检定，保证测试仪对各类型被测对象的精度。本导通绝缘测试仪对于不同量级的被测对象可达到的测试精度见表2。

8 结论

本文介绍了高适配度通用化导通绝缘测试仪的设计及应用情况。主要对其通用化、自动化的功能特点进行了描述。该测试仪在工业及军用测试领域具有很高的应用度，且其通用化、自动化的特点对于多种类、多状态的非定型测试对象具有革命性的意义。

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本文来源于《电子产品世界》2017年第11期第69页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。