绝缘油是电力设备中广泛使用的绝缘介质，其绝缘性能的好坏关系到系统的安全运行。而直接反映绝缘性能的击穿电压的测试就显得尤为重要。因此，笔者研制了全自动绝缘油介电强度测试仪。主要完成如下功能：自动设置加压次数，自动实现电磁搅拌，自动加压，数据显示，实验结果的输出等。
1系统的构成
该测试仪以AT89C51为系统的核心，配以适当的外围电路，很好地完成了要求的功能。图1为硬件系统的结构示意图。
仪器的工作过程如下：当操作人员操作键盘发出测试命令后，仪器在单片机控制下，启动电机正向运行，使得交流电机带动自耦调压器的中间抽头运动，为升压变压器提供0~V输入电压，升压变压器输出0~80kV的交流电压。如果在升压过程中绝缘油被击穿，则从高压端采集的击穿电流信号经过光电隔离送入单片机系统，使单片机中断，切断升压变压器电源，同时控制电机反转，进行降压归零。自耦调压器输出连接至电压取样端，经降压整流为0~5V直流电压，送入单片机系统进行A/D转换并显示。
2硬件电路设计
硬件电路主要包括高压产生与监控电路、信号采集、显示与打印及复位电路等。
2.1电机的正反转控制电路
电机的正反转控制主要完成试验电压的升压或降压控制。电路采用的是单相交流电动机，用交流电机的正反转来实现升压和降压控制。如图2所示。当P3.3为低电平，P1.7为高电平时，使得J3继电器吸合，J4继电器断开，N19与N18接通，实现电机正转。当P1.7为低电平，P3.3为高电平时，J4继电器吸合，J3继电器断开，N19与N17接通，实现电机反转。电压降到一定程度时，低压限位开关断开，使J3继电器线圈有电流通过，使J3吸合，电机停止反转。
2.2击穿电流的监测电路
在介质击穿瞬间，应立即切断升压变压器电源，如果仅采用软件进行处理后再切断电源,可能出现放电时间过长而损害实验设备，而且,过长时间放电，会导致试验样品碳化，影响测试的准确度。为此采用了硬件监测击穿点的方式，一旦发生放电现象，不通过CPU进行处理,直接由硬件电路切断自耦调压器电源，同时向CPU发出中断请求信号,让CPU进行相应的处理。击穿电流采集电路如图3。击穿电流信号经过稳压管变成电压信号送给D触发器74HC74，由脉冲信号转变为电平信号,SD接高电平信号，清0控制端CD接P1.5，每次运行升压前先清P1.5=0，从而使触发器的初始状态位Q=0。触发器的输出端连接到定时器的TRIG端，作为其触发输入端。的输出端接89C51的外部中断。
2.3升压电压测量值的采集
升压电压测量值的采集，选在调压变压器的输出上,若从高压两端进行采集则使系统测试时不安全。由于调压变压器的输出V0在0～V范围内，与绝缘油两端高压Vh呈一定线性关系：Vh=×V0；且A/D转换器输入电压在0～5V直流电压范围内，则必须把0-V交流电压转换成0～5V直流信号。将采集到的电压经过二极管的半波整流和电容的平滑滤波，然后经过电阻分压，得到一个0～5V直流电压信号，把这个电压信号经A/D转换转变为数字信号以便单片机能够识别。这里采用8位、CMOS、逐次逼近型A/D芯片ADC。其电路如图4所示。
2.4键盘与显示电路
系统的操作接口采用独立式按键结构,每个按键单独有一根I/O口线，每根I/O口线上的按键工作状态不会影响其他I/O口线的工作状态。系统提供6个按键：即复位、运行、保持/降压、重显、讯响、打印。分别由的扩展芯片的PB2～PB7作为开关量输入。若其中一个按键有效，程序则转到相应的服务程序入口。
此外，在进行升压测试前，用户可以根据要求自己设置加压次数(1~9次)，系统默认为6次。用户还可自主设置静置和搅拌时间，最长的静置时间为s，搅拌时间为99s。这一功能采用拨码盘来实现，一个拨码盘可以输入1位十进制数，其中加压次数采用1个拨码盘，静置时间采用3个，搅拌时间采用2个，共6个。采用的PC0~PC5位作为输入控制线，的PA口和PB0，PB1作为拨码盘的数据输入线。通过对的相应口操作来实现参数的设定。
显示电路采用MAX接口芯片，进行电压数据的显示。
3、软件设计
系统软件采用模块化程序设计方法，主要由主程序模块、中断服务程序和功能子程序组成。功能子程序由显示、按键查询、读拨码盘设置、数据处理等4个模块组成。采用主控程序循环扫描和事件中断的多道程序并行结构。主程序控制整个测量过程,事件中断是以绝缘油击穿信号或自耦变压器上限位置开关信号为中断源的INT0中断。仪器开机后主程序进行初始化，设置中断方式和的工作方式，对定时器T1初始化,设置工作单元初值等，然后扫描键入信号，测试开始前要输入测试次数(系统默认是6次)、静置时间和搅拌时间。按下运行键开始测量，为了保证测试可靠性，输入一次测量命令，先静置10min再进行测量，如果连续两次输入测量命令，则不需要静置而直接测量。在测量过程中，主程序不断地读取A/D转换数据，并转换成十进制进行实时显示。当绝缘油被击穿或升压达上限时，引起INT0中断；CPU立即响应，进入中断服务程序，停止电机运行，然后控制电机反转，试验电压回零。全部测量结束后，主程序对测量结果进行处理，处理测试数据补偿，检查各次测量值中是否有数据异常情况等；然后可以选择打印或重显测试结果(流程图略)。
4抗干扰措施
仪器的干扰源主要来自以下几个方面：1)在高点接通和断开产生的干扰。
由于该仪器是用于测量高压同时又瞬间放电的设备，这些干扰对仪器的正常运行造成严重的危害，造成测量数据不准，程序跑飞等现象。在硬件设计上采用电路硬件切断电源，采用看门狗电路DS；在继电器电路中选择合适的阻容值进行电磁兼容设计：另外，还在程序设计上采用基于参数估计的数据融合算法保证测试数据的准确性。