一種智能微電阻測(cè)試儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種智能微電阻測(cè)試儀，所述微電阻測(cè)量儀主要由單片機(jī)測(cè)量系統(tǒng)，恒流源電路，可編程儀用放大及量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換模塊電路，A/D電壓采集模塊電路，液晶顯示器電路，輸入變換電路組成。還包括電池充電供電保護(hù)電路，濾波抗干擾電路。本實(shí)用新型的儀用放大及量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路可足以滿足分辨率1μV讀數(shù)穩(wěn)定的要求，通過外接精密電阻獲得6種固定增益；本實(shí)用新型中的電壓采集電路中用AD7714芯片，實(shí)現(xiàn)高精度的轉(zhuǎn)換也拓展了測(cè)量范圍；本實(shí)用新型還具有的電池充電供電保護(hù)電路、具有體積小、低功耗的特點(diǎn)。低功耗設(shè)計(jì)使其進(jìn)入休眠模式，實(shí)現(xiàn)智能化控制。延長電池使用壽命，從而提高工作電路的可靠性、持久性。
【專利說明】
一種智能微電阻測(cè)試儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及微電阻測(cè)量，特別涉及一種智能微電阻測(cè)量儀。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)研究的不斷深入，常需要測(cè)定某些高導(dǎo)電材料的電阻率。但是有些高導(dǎo)電材料的電阻很小，一般萬用表無法測(cè)量，而實(shí)驗(yàn)室中的測(cè)量電路方式復(fù)雜不適宜推廣。隨著便攜式電子設(shè)備的發(fā)展，使得高質(zhì)量的微電阻測(cè)量儀進(jìn)入市場(chǎng)之路不再遙遠(yuǎn)。實(shí)現(xiàn)智能微電阻測(cè)量儀的主要目的:一是解決在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)、維護(hù)領(lǐng)域的不能用傳統(tǒng)方法直接快速來測(cè)量得微小電阻阻值問題。二是提供高的轉(zhuǎn)換精度、低功耗的智能微電阻測(cè)量儀。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷與不足，本實(shí)用新型提供一種智能微電阻測(cè)試儀。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0005]—種智能微電阻測(cè)試儀，包括依次連接的電壓信號(hào)采集模塊、可編程儀用放大器、AD轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)控制系統(tǒng)和顯示器;所述電壓信號(hào)采集模塊包括恒流源電路，恒流源電路上串聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)電阻和被測(cè)電阻，分別采集標(biāo)準(zhǔn)電阻和被測(cè)電阻的電壓，先后經(jīng)可編程儀用放大器和AD轉(zhuǎn)換器分別放大和AD轉(zhuǎn)換后，發(fā)送到單片機(jī)控制系統(tǒng)。
[0006]優(yōu)選的，所述恒流源電路連接有鋰電池，所述鋰電池上連接有充電電路，所述智能微電阻測(cè)量儀還包括與鋰電池連接的電池充電供電保護(hù)電路。
[0007]優(yōu)選的，還包括量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換模塊，所述量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換模塊輸入端與單片機(jī)控制系統(tǒng)連接，輸出端連接可編程儀用放大器，控制其增益倍數(shù)。
[0008]優(yōu)選的，所述可編程儀用放大器采用AD624放大器，量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換模塊包括若干外接于AD624放大器的精密電阻，通過通過引腳互連及外接精密電阻獲得AD624的6種固定增益。
[0009]優(yōu)選的，所述AD轉(zhuǎn)換器采用AD7714模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。
[0010]優(yōu)選的，所述恒流源電路內(nèi)設(shè)有濾波抗干擾電路模塊。
[0011]優(yōu)選的，所述顯示器采用IXD液晶顯示器，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)還連接有鍵盤。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0013]1.本實(shí)用新型所提供的智能微電阻測(cè)量儀，用恒流源保證輸出電流穩(wěn)定，儀用放大及量程控制電路來保證微電阻的阻值測(cè)量誤差小，響應(yīng)速度快;也可用于測(cè)量時(shí)間、測(cè)量電流；
[0014]2.本實(shí)用新型可以檢測(cè)微電阻的阻值，能用LCD顯示清晰，測(cè)試者能直接讀出阻值，有休眠低功耗模式設(shè)計(jì)，提高工作效率；
[0015]3.本實(shí)用新型采用鋰電池供電，將電能存儲(chǔ)于鋰電池中便于整個(gè)系統(tǒng)使用，體積小巧，供電持久。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0017]圖1為本智能微電阻測(cè)試儀的具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用智能微電阻測(cè)試儀的恒流源電路圖；
[0019]圖3為本智能微電阻測(cè)試儀的量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路圖；
[0020]圖4為本系統(tǒng)電路中AD7714與C8051F020的接線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ] 實(shí)施例:
[0022]為了更清楚說明本發(fā)明，下面將結(jié)合實(shí)施原理進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，顯而易見地，下面描述中的系統(tǒng)方案僅僅是本發(fā)明的一種實(shí)施方案，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些具體實(shí)施方案獲得其他實(shí)施方案。
[0023]如圖1所示，本實(shí)用新型所揭示的智能微電阻測(cè)量儀的控制電路主要由單片機(jī)測(cè)量系統(tǒng)，恒流源電路，可編程儀用放大器及量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換模塊電路，濾波電路，A/D轉(zhuǎn)換器，液晶顯示器電路和鍵盤，還包括電池充電供電保護(hù)電路。
[0024]如圖2所示，為本實(shí)用新型的恒流源電路圖；測(cè)量儀系統(tǒng)內(nèi)部恒流源電路能使輸出電流保持穩(wěn)定還有增加了濾波抗干擾設(shè)計(jì)的考量。其中Un為基準(zhǔn)電壓源，放大器ICL7650與T1~T3組成的復(fù)合管還有負(fù)反饋電阻組成同相放大器，電路將負(fù)載端電壓作為反饋信號(hào)，通過Rf2反饋到放大器的同相端使輸出電流I保持恒定，Rn為標(biāo)準(zhǔn)電阻，Cf、C起濾波作用。實(shí)際保證微電阻測(cè)量的恒定即輸出電流I。
[0025]如圖3所示，通過C8051F020根據(jù)測(cè)量范圍控制繼電器來自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電流源的切換；讓該電流流經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)電阻和被測(cè)電阻，利用兩片24位A的AD7714數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片分別采集標(biāo)準(zhǔn)電阻和被測(cè)電阻上的電壓，將檢測(cè)到的電壓信號(hào)由AD7714完成一定增益的放大后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。然后在單片機(jī)中進(jìn)行計(jì)算獲得被測(cè)試品的電阻值，并將測(cè)量結(jié)果送LCD顯示。實(shí)現(xiàn)智能微電阻測(cè)量儀的測(cè)量工作克服了其它同類產(chǎn)品由LED顯示值在陽光下不便讀數(shù)的缺點(diǎn)。
[0026]如圖3所示，為可編程儀用放大器及量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路模塊的電路圖，可編程儀用放大器采用高精度，低噪聲的單片集成儀用放大器AD624，它的輸入失調(diào)電壓為25μν，輸入噪聲電壓峰峰值為0.2μν，足以滿足分辨率?μν讀數(shù)穩(wěn)定的要求，并且AD624內(nèi)有預(yù)先調(diào)好的精密電阻網(wǎng)絡(luò)，通過引腳互連及外接精密電阻可獲得6種固定的增益:X 1、X 10、X 100、X200、Χ500、XlOOO0
[0027]如圖4示，本實(shí)用新型利用AD7714設(shè)計(jì)了微電阻測(cè)試儀的AD轉(zhuǎn)換器。AD7714是24位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有極好的靜態(tài)工作特性，可直接測(cè)量傳感器輸出的直流微弱信號(hào)。使用Σ —Λ轉(zhuǎn)換技術(shù)可以達(dá)到24位無誤碼性能。具有8個(gè)片內(nèi)寄存器。通過對(duì)片內(nèi)寄存器的編程，可實(shí)現(xiàn)通道選擇、增益選擇、轉(zhuǎn)換周期選擇、自動(dòng)校準(zhǔn)和AD轉(zhuǎn)換等功能，可以消除零點(diǎn)誤差、滿量誤差以及溫度漂移的影響。具有低噪聲特點(diǎn)特別適合于測(cè)量低頻小信號(hào)。AD7714采集可編程儀用放大器電壓，SCLK、DOUT、DIN、DRDY、CS和SYNC引腳直接連接到C8051單片機(jī)的P3.0—P3.5引腳。設(shè)計(jì)中AD7714專門用于電壓的模數(shù)轉(zhuǎn)換。因?yàn)閷?shí)時(shí)性要求不太強(qiáng)，因此數(shù)據(jù)讀取采用位查詢方法。使用穩(wěn)壓管LM385產(chǎn)生+2.5V基準(zhǔn)電壓供給AD7714作為參考電壓，通過寄存器查詢A/D更新狀態(tài)，而不使用DRDY硬件信號(hào)，以節(jié)省單片機(jī)口線及簡化布線。模擬輸入通道AINl和AIN6配置為準(zhǔn)差分輸人通道，并在非緩沖模式下(BUFFER按地)工作。
[0028]本實(shí)用新型系統(tǒng)采用單片機(jī)芯片控制鋰電池充電供電保護(hù)電路。為使供電模塊能供電持久便于攜帶，選擇了質(zhì)量輕且體積小鋰電池。能使鋰電池延長使用壽命的關(guān)鍵在于保證電池電壓未超出允許的范圍。本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的保護(hù)電路能夠監(jiān)測(cè)電池電壓與回路電流。具有過充電保護(hù)、過供電保護(hù)、過電流保護(hù)與短路保護(hù)功能。及時(shí)避免過度充電、供電而損壞電池，提供不同的過供電電流保護(hù)延遲時(shí)間，免于外接干擾造成失誤以提高電路工作的穩(wěn)定性。
[0029]上述實(shí)施例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能微電阻測(cè)試儀，其特征在于:包括依次連接的電壓信號(hào)采集模塊、可編程儀用放大器、AD轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)控制系統(tǒng)和顯示器;所述電壓信號(hào)采集模塊包括恒流源電路，恒流源電路上串聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)電阻和被測(cè)電阻，分別采集標(biāo)準(zhǔn)電阻和被測(cè)電阻的電壓，先后經(jīng)可編程儀用放大器和AD轉(zhuǎn)換器分別放大和AD轉(zhuǎn)換后，發(fā)送到單片機(jī)控制系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能微電阻測(cè)試儀，其特征在于:所述恒流源電路連接有鋰電池，所述鋰電池上連接有充電電路，所述智能微電阻測(cè)量儀還包括與鋰電池連接的電池充電供電保護(hù)電路。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能微電阻測(cè)試儀，其特征在于:還包括量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換模塊，所述量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換模塊輸入端與單片機(jī)控制系統(tǒng)連接，輸出端連接可編程儀用放大器，控制其增益倍數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能微電阻測(cè)試儀，其特征在于:所述可編程儀用放大器采用AD624放大器，量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換模塊包括若干外接于AD624放大器的精密電阻，通過通過引腳互連及外接精密電阻獲得AD624的6種固定增益。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能微電阻測(cè)試儀，其特征在于:所述AD轉(zhuǎn)換器采用AD7714模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能微電阻測(cè)試儀，其特征在于:所述恒流源電路內(nèi)設(shè)有濾波抗干擾電路模塊。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能微電阻測(cè)試儀，其特征在于:所述顯示器采用LCD液晶顯示器，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)還連接有鍵盤。
【文檔編號(hào)】G01R27/02GK205427047SQ201620193819
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月14日
【發(fā)明人】顧涵, 夏怡婷
【申請(qǐng)人】常熟理工學(xué)院