專利名稱:3(1/2)位數(shù)字式多用電阻測量儀的制作方法
本實用新型為測量電阻的儀器，可用于檢測0.01Ω－104MΩ范圍內(nèi)的電阻值，還可測量兩電阻比值0.001－1000，以及相對誤差0.1％－10％。測量精度均保證在±0.2％±1字。
在現(xiàn)有的3 1/2 位數(shù)字式可用于測量電阻值的儀器中，其測量范圍一般在0.1Ω－20MΩ內(nèi)，測量精度也不是很高。線路結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，而且造價較高。
本實用新型的目的就是簡化現(xiàn)有3 1/2 位數(shù)字式可用于檢測電阻值儀器中的線路結(jié)構(gòu)，提高測量的精度，擴展測量的范圍，降低儀器的造價。
附圖1為3 1/2 位數(shù)字式多用電阻測量儀的外形圖。圖中1為機箱，2為電源開關(guān)，3為電源指示燈，4為LED顯示器，5為電導(dǎo)測量接線柱，6為電阻測量接線柱，7為量程選擇琴鍵開關(guān)，8為提手，10為測量兩電阻比值的開關(guān)。
附圖2為3 1/2 位數(shù)字式多用電阻測量儀電路原理簡圖。圖中K1為量程轉(zhuǎn)換開關(guān)，K2－1、K2－2、K2－3為電阻檔、電導(dǎo)檔和電阻比檔的轉(zhuǎn)換開關(guān)，K3－1、K3－2為測試電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)，A／D為COMS3 1/2 位雙積分式A／D轉(zhuǎn)換器，LED為LED顯示器，Rn為標準電阻，9為電源。
電路原理是把被測電阻Rx與標準電阻Rn串聯(lián)到A／D轉(zhuǎn)換器(11)的V＋與模擬地COM之間，以標準電阻Rn上的壓降作為基準電壓，將被測電阻Rx上的壓降加到A／D轉(zhuǎn)換器的輸入端，轉(zhuǎn)換結(jié)果由LED顯示器顯示，當(dāng)被測電阻Rx等于Rn時，顯示器顯示為1000，Rx等于2倍Rn時，LED顯示滿度，顯示讀數(shù)可表示為顯示讀數(shù)＝ (RX)/(Rn) ×1000。由于比例測量的特性，不需要精確的基準電壓，這樣標準電阻Rn的精度只要較高，A／D轉(zhuǎn)換器的精度又是較高的，則儀器測量的精度也就可以保證。當(dāng)標準電阻Rn＝1×10nΩ(n＝1、2、3……7)時，即可得出每個標準電阻所確定的量程范圍。見下表1
在幾十兆歐以上阻值的測量時，為了避免由于標準電阻Rn的阻值過大(Rn＞10MΩ)而使儀器易受到外界的干擾發(fā)生跳數(shù)，而設(shè)置了一個電導(dǎo)檔，它是通過K2－1、K2－2和K2－3開關(guān)放置“G”的位置，把被測電阻Rx′與標準電阻Rn的位置交換，這樣A／D轉(zhuǎn)換器是自動進行倒數(shù)運算，顯示結(jié)果是被測電阻Rx的電導(dǎo)值，然后可再根據(jù)電導(dǎo)值算出被測電阻阻值。如果Rn＝10MΩ，則可以顯示1999×10－10S至1×10－10S電導(dǎo)值，對應(yīng)于測量5MΩ－10000MΩ的電阻值。對20Ω和200Ω的測量檔，開關(guān)K3－1和K3－2放在“A”的位置，電阻R8和二極管D1、D2構(gòu)成分壓器，可提供1.2V的測試電壓，因R8的阻值只有幾百歐姆，可有較大的測試電流，從而保證測量低阻值時的精度，對于1KΩ以上的電阻檔及電導(dǎo)檔測量時，應(yīng)將開關(guān)K3－1和K3－2放在“B”的位置，此時二極管D2被短路，由電阻R9和二極管D1組成分壓器，為2.5次／秒，用±4.5V兩組電池供電。
測量兩電阻比值時，開關(guān)K2(包括K2－1、K2－2、K2－3)置于“Rx／Ro”檔。此時儀器內(nèi)部的標準電阻Rn被斷開，改用Ro代替Rn，Ro是作比較用的參考電阻。被比較的電阻為Rx。根據(jù)比例法測電阻的原理，顯示讀數(shù)＝ (RX)/(RO) ×1.000(小數(shù)點定在千位)，即Rx與Ro的比值。這時Rx和Ro的取值范圍是10.00Ω－20MΩ，測量電阻比的范圍是Rx／Ro＝0.001－1.999。
當(dāng)Rx＞2Ro時儀表溢出。此時需把Rx與Ro的位置調(diào)換一下(或利用一只開關(guān)進行換轉(zhuǎn))，首先測出比值Ro／Rx測量范圍仍是0.001－1.999，然后取倒數(shù)，便得到了比值Rx／Ro。采用間接測量法，可測出Rx／Ro＝0.5－1000。對于標稱值相同的兩個電阻，其相對誤差表達式為δ＝ (RX-RO)/(RO) ×100％＝( (RX)/(RO) －1)×100％
因此，將測量電阻比值時的顯示數(shù)減去1，并用百分數(shù)表示，就是被測電阻Rx對于參考電阻Ro的相對誤差δ，δ一般在0.1％－10％之間。
本實用新型的3 1/2 位數(shù)字式多用電阻測量儀的特征是由機箱①、電源開關(guān)②、電源指示燈③、LED顯示器④、電導(dǎo)測量接線柱⑤、電阻測量接線柱⑥、量程選擇琴鍵開關(guān)⑦、提手⑧、測電阻比值開關(guān)⑩組成，可完成0.01－10000MΩ范圍內(nèi)的電阻值測量，而且20MΩ以上的電阻值是顯示出電導(dǎo)值，20MΩ以下至5MΩ范圍內(nèi)的電阻值也可以由電導(dǎo)值顯示，測量的精度可保證在±0.2％±1字內(nèi)。
使用本實用新型所說的3 1/2 位數(shù)字式多用電阻測量儀，由于它的測量范圍寬，既可檢查電機線圈，小型電感線圈，變壓器繞組的短路及局部短路，又可做一般的電阻值測量；還可檢查半導(dǎo)體二極管、三極管、電容器、集成電路、石英晶體、電阻應(yīng)變片等的漏電阻，而不會損傷被測件；還可做電氣設(shè)備、家用電器的絕緣性能的檢查。此外，本儀器還適用于電阻分選，例如工廠的電阻元件預(yù)選，郵購部門對業(yè)余品電阻進行大量分選，進行電阻比對等。由于它的線路結(jié)構(gòu)簡單，整機重量不包括電池為1.2Kg，造價也低，使用和攜帶都很方便。
附圖3是3 1/2 位數(shù)字式多用電阻測量儀的實用電路原理圖。儀器在結(jié)構(gòu)上采用了一塊ICL7017COMS3 1/2 位A／D轉(zhuǎn)換器，由八檔琴鍵開關(guān)⑦控制的七個標準電阻R1至R7及小數(shù)點顯示限流電阻R11、R12、R13和起分壓作用的二極管D1、D2及它們的限流電阻R8、R9，電阻R10是電源指示燈③的限流電阻，LED顯示器④采用的是MS464A型，整個電路的工作電源⑨由±4.5V兩組電池供電。
附圖3中標準電阻分別為R1＝10Ω、R2＝100Ω、R3＝1KΩR4＝10KΩ、R5＝100KΩ、R6＝1MΩ、R7＝10MΩ，則每個標準電阻決定的測量范圍可見表1，由于本儀器分電阻檔和電導(dǎo)檔兩個端口測量，則測量0.01Ω－20MΩ范圍內(nèi)的電阻值時，被測電阻應(yīng)接到電阻測量接線柱⑥，LED顯示器(4)直接顯示測量電阻值的大小，20MΩ－10000MΩ范圍內(nèi)的電阻測量應(yīng)接到電導(dǎo)測量接線柱(5)，按下電導(dǎo)檔的量程選擇琴鍵開關(guān)(7)，LED顯示器(4)顯示的是被測電阻的電導(dǎo)值。本儀器在使用時若千位顯示1，其余各位都熄滅，就表示儀器處于超量程狀態(tài)，應(yīng)改換合適的測量檔，在輸入端開路時，各電阻檔均應(yīng)顯示超量程符號“1”，但對于電導(dǎo)檔則顯示000。電阻R8＝200Ω，R9＝2.2KΩ，R11＝200Ω，R13＝200Ω，電源指示燈(3)為BT203型發(fā)光二極管，D1、D2為2CP型二極管。附圖3中的電路圖是已按下0.01Ω——19.99Ω這一量程鍵。
測量電阻比值時，琴鍵開關(guān)全部彈起，僅接通開關(guān)⑩。開關(guān)⑩的作用是，把參考電阻Ro的一端與A／D轉(zhuǎn)換器的REF＋連通，并使小數(shù)點dp3經(jīng)過R11接至GND，此時千位小數(shù)點總亮。
本儀器的簡化電路方案是，去掉圖2中的量程選擇琴鍵開關(guān)⑦和內(nèi)部標準電阻Rn，增加一個Rx／Ro——Ro／Rx轉(zhuǎn)換開關(guān)，測電阻時，標準電阻Rn接⑤，被測電阻Rx接⑥；測電導(dǎo)時，Rx接⑤，Rn接⑥。測電阻比值時，參考電阻Ro接⑤，被比較電阻Rx接⑥。經(jīng)上述簡化，儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)更簡單，但量程及測量精度不變。
本儀器的單片COMS3 1/2 位雙積分A／D轉(zhuǎn)換器，可采用7107或7117型，配LED顯示器；并可采用7106、7116、7126、14433、7136等型號的A／D轉(zhuǎn)換器，配LCD顯示器。其中，7116和7117有記憶功能。
權(quán)利要求
1.一種用于測量電阻的3 1/2 位數(shù)字式多用電阻測量儀，其結(jié)構(gòu)特征是由機箱①、電源開關(guān)②、電源指示燈③、LED或LCD顯示器④、電導(dǎo)測量接線柱⑤、電阻測量接線柱⑥、量程選擇琴鍵開關(guān)⑦、提手⑧、測量兩電阻比值的開關(guān)⑩、單片COMS3 1/2 位雙積分A/D轉(zhuǎn)換器(11)組成。其簡化電路方案是去掉⑦和內(nèi)部標準電阻Rn，改由儀器外部接入標準電阻或參考電阻。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的3 1/2 位數(shù)字式多用電阻測量儀，其特征是可以測量0.01Ω－10000MΩ范圍內(nèi)的各種電阻值，而且20MΩ以上的電阻值是顯示的電導(dǎo)值、20MΩ以下至5MΩ范圍內(nèi)的電阻值也可以由電導(dǎo)值顯示；還可以測量兩電阻比值0.001－－1000，以及相對誤差0.1％－10％。
3.根據(jù)權(quán)利1或2所述的3 1/2 位數(shù)字式多用測量儀，其特征是測量精度保證在±0.2％－±1字內(nèi)。
專利摘要
一種用于電阻測量的3(1/2)位數(shù)字式多用電阻測量 儀，用3(1/2)位數(shù)字顯示器，用分檔開關(guān)來指示讀數(shù)，具 有原理新穎、測量速度快、精度高、量程寬、操作簡 單，可靠性與穩(wěn)定性好，成本低，便于攜帶等優(yōu)點，可 精確測定0.01Ω-10000MΩ范圍內(nèi)的電阻值，還可以 測量兩電阻比值0.001-1000，以及相對誤差 0.1％-10％。測量精度達±0.2％±1字，可廣泛用 于生產(chǎn)檢測，科研和實驗測量等領(lǐng)域。
文檔編號G01R27/02GK86207705SQ86207705
公開日1987年9月9日 申請日期1986年9月30日
發(fā)明者沙占友, 沙占為 申請人:沙占友, 沙占為導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan