电阻测量系统设计说明

合集下载

电阻测量仪使用说明书

电阻测量仪使用说明书

电阻测量仪使用说明书一、产品概述电阻测量仪是一种用于测量电子元件电阻值的仪器。

它凭借其高精度、方便使用和可靠性,在科研、工业生产和教学实验等领域得到广泛应用。

二、产品特点1. 高精度:电阻测量仪采用先进的电阻测量技术,具有高精度的测量能力,能够满足各种高精度测量的需求。

2. 大量程:电阻测量仪具有宽广的量程范围,从几欧姆到几千兆欧姆都可以进行准确测量。

3. 操作简便:采用人性化设计,电阻测量仪简洁直观的操作界面,方便用户快速上手操作。

4. 多功能:电阻测量仪除了测量电阻值之外,还具备温度测量、命令控制功能等多种扩展功能,满足用户的多样化需求。

5. 外形美观:电阻测量仪外观设计简洁大方,符合人体工学原理,手感舒适。

三、基本操作1. 打开电源:用合适的电源线将电阻测量仪连接到电源插座上,并打开电源开关。

2. 连接被测电阻:使用合适的电缆将被测电阻连接到电阻测量仪的测量接口。

3. 设置量程:根据被测电阻的阻值范围,选择合适的量程档位,并通过操作界面上的旋钮进行设置。

4. 进行测量:按下测量按钮,电阻测量仪开始进行电阻值测量,并将结果显示在操作界面上。

5. 记录结果:可以使用内置的存储功能将测量结果保存下来,或通过接口将结果输出至计算机等外部设备。

四、注意事项1. 使用前请确保电阻测量仪的工作环境安全可靠,避免过高、过低温度、湿度对仪器性能的影响。

2. 进行电阻测量时,请确保被测电阻与电阻测量仪的连接稳固可靠,防止测量误差。

3. 在测量大电阻值时,应尽量避免外界干扰,如静电、磁场等可能影响测量结果的因素。

4. 长时间不使用电阻测量仪时,请及时关闭电源以延长仪器寿命。

5. 请勿在无专业人员指导的情况下拆卸或修理电阻测量仪,以免造成不可修复的损坏。

五、维护保养1. 定期进行仪器校准,以确保测量准确性。

2. 保持仪器的清洁干燥,在使用完毕后,可使用干净柔软的布擦拭仪器表面。

3. 避免仪器受到强磁场、静电等影响,以防止仪器性能受损。

HK3544高精度直流电阻测试仪说明书

HK3544高精度直流电阻测试仪说明书

3544系列使用手册直流电阻测试仪j2016-3-15 和普电子科技有限公司手册版本V1.0引言 (6)核实包装物品 (6)安全信息 (8)操作注意事项 (10)第一章概述 (14)1.1 简介 (14)1.2性能特点 (15)1.3 各部分的名称与操作概要 (16)1.4 外形尺寸 (20)1.5 页面构成 (21)第二章测试前的准备 (24)2.1 测试流程预览 (24)2.2 基本参数设置流程 (27)2.3 测量前的检查 (27)2.4 确认被测对象 (30)2.5 测试线的连接方法 (31)第三章基本设置 (33)3.1 设置测试量程 (33)3.2 设置测试速度 (35)3.3 温度显示设置 (35)3.4 设置测试触发方式 (36)3.5 测量延时设置 (37)3.6 OVC(热电动势补偿)功能设置 (38)3.7 切换测量电流300mA(300mΩ量程) (41)3.8 温度补偿设置 (43)3.9 平均次数设置 (45)3.10 讯响方式设置 (46)3.11 按键音设置 (48)3.12 比较器功能 (48)3.12.1 比较结果信号输出方式 (48)3.12.2 比较模式 (49)3.12.3 设置上下限和比较模式 (50)3.13 分选功能 (51)3.13.1 分选功能打开设置 (51)3.13.2 分选功能量程设置 (52)3.13.3 分选功能组号设置 (53)3.13.4 分选功能上限设置 (53)3.13.5 分选功能下限设置 (54)3.13.5 返回测量页面 (54)第四章测量 (56)4.1 启动测试 (56)4.2 测量值显示 (57)4.3 自动保护功能 (57)4.4 进行调零 (58)第五章测量面板保存 (63)5.1 保存面板设置 (63)5.2 调取测量设置 (64)5.3 删除测量设置 (64)5.4 重命名测量设置 (65)第六章EXT I/O口(Handler) (66)6.1 EXT I/O端口与信号 (67)6.1.1 电平模式设置 (67)6.1.2 端口信号详解 (70)6.1.3 端口信号连接方式 (72)6.2时序图 (74)6.2.1 外部触发时的时序图 (74)6.2.2 外部触发时的读取流程 (76)6.3 外部控制确认 (77)第七章通讯 (80)7.1 RS232C通讯方式 (80)7.2 LAN通讯方式 (85)第八章参数 (88)8.1 一般参数 (88)8.2 精确度 (90)感谢您选择和普科技制造的“3544系列直流电阻测试仪”。

高精度智能电阻测量仪课程设计

高精度智能电阻测量仪课程设计

电子线路课程设计报告设计课题:高精度智能电阻测量设计时间:2015年3月9日—2015年5月15日高精度智能电阻测量仪一.设计任务与设计指标要求设计说明:电阻是常用的电子元件,某些材料的直流电阻需要精确的测量。

利用欧姆定律设计一台电阻测量仪,显示被测量材料的直流电阻阻值。

基本部分1、测量电阻范围:2~20欧姆,20~200欧姆,200~2K,2K~20K,用按钮切换量程。

2、测量精度:1%3、要求测量结果显示稳定3位有效数字(可用数字万用表的电压档当作显示终端)发挥部分1、测量电阻范围:可测量最小1欧姆的电阻2、测量精度:0.5%3、要求测量结果显示稳定4位有效数字二.元器件清单元件类型型号主要参数数量备注基准稳压源TL431稳压值Uz=2.5V1个负载电流1—100mA集成运放LM358单电源(3—30V)1个偏置电流为45nA 限流电阻R12KΩ1个滑线变阻器1R2最大阻值为50KΩ1个滑线变阻器2R3最大阻值为10KΩ1个滑线变阻器3R4最大阻值为500Ω1个滑线变阻器4R5最大阻值为100Ω1个滑线变阻器5R6最大阻值为1KΩ1个定值电阻R7、R8470KΩ2个定值电阻R9—R12510Ω4个定值电组R13—R191KΩ7个电容C1、C20.1uF2个PNP三极管85501个用于恒流源NPN三极管80504个做驱动A/D转换芯片MC14433电源电压为±4.8V—±8V1片基准源MC1403输出电压值:2.475V~2.525V1片译码驱动器HEF4511BP 电源电压范围:5—15V1片译码驱动四位一体共阴数码管ARKSR420561N1个拨码开关S1—S44个导线电路板三.系统总体框图我们所设计的智能电阻测量仪主要由四个部分组成:集成运放芯片LM358及可控精密稳压源TL431构成了恒流源部分,高精度A/D转换芯片MC14433及基准电压源MC1403构成了电压采样转换部分,译码驱动器CD4511及以四个三极管组成的位驱动阵列形成了译码驱动部分,四位一体共阴数码管构成了显示部分。

测控仪器设计-实验说明

测控仪器设计-实验说明

实验二 多路绝缘电阻测试系统
一、 测试系统的组成
多路绝缘电阻测试系统由四个部分组成,分别是功能控制区、多路切换区、 电源区、数据读取及传输区。图1是系统整体框图。
图 1 多路绝缘电阻测试系统原理图
功能控制区
由PC机和单片机构成,PC机为程序控制。 系统选选用AT91SAM7S64 ARM 单片机,当PC机给出指令时让相应端口置低电平(常态为高电平),触发与其 连接的继电器吸合。 根据单片机的输入电压范围采用电脑USB接口对单片机提 供5v电压,实现脱机运行。
三、微动平台组成、功能及原理
微动平台是本系统的重要组成部分。主要包含微动台,导轨和样品台。 微动台产生特定模式(微动行程、频率、波形以及运行周期数)的微动。选 用柔性铰链支撑,压电陶瓷驱动(型号为 MPT-1JRL104A),见图3-1、图3-2。
图 3-1 MPT-1JRL104A 微动工作台
图3-2 微动工作台工程图
2.3 主要机械结构
系统机械结构参见图2-3。
图 2-3 系统机械结构示意图
各部件作用: 底板—支撑整个微动机构; 减振垫脚—减小环境对微动系统的震动并调节水平; 燕尾槽动滑块—固定微动台,并与导轨配合实现运动,便于实验样 片的拆装; 内六角锁紧螺钉-锁紧微动台; 微动台—实现微动; 立柱—支撑支撑板; 支撑板—支撑及固定直线轴承; 弹簧、滚花螺母、直线轴承与导柱—实现触头定位及加载力的传递; 直线轴承—固定导柱,完成轴向运动,减小径向间隙; 触头夹具—固定触头。
二、测试系统程序的软件操作
系统的操作界面如图2所示,而系统具体的软件流程图如图3所示。实验时可 选择A0—A15,B0—B15总共32个通道中的30个通道(其中通道21,22作为通信口 除外)采集数据。界面左侧可以设置采样个数和采样间隔,采样个数是每个通道 读取的数据个数,采样间隔即是读取每个数据之间的间隔,系统默认采样个数为 3,经过1s的采样间隔后再次采样;界面右侧的扫描周期是指一次大循环的时间 (若所选通道全部循环一次后尚未达到扫描周期,则程序不再读取皮安计数据存 入电脑,处于空闲状态)。程序所读取的数据会自动存到excel表格中,每个通 道对应一张表格。

ntc热敏电阻测温电路设计_概述说明以及解释

ntc热敏电阻测温电路设计_概述说明以及解释

ntc热敏电阻测温电路设计概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文讨论的是NTC热敏电阻测温电路设计。

在现代科技发展中,温度测量是非常重要的一项技术。

NTC热敏电阻作为常见的温度传感器之一,具有精确、可靠、成本低廉等特点,广泛应用于各个领域。

1.2 文章结构本文主要分为五大部分。

第一部分是引言,对文章进行概述说明以及目的阐述。

第二部分详细介绍了NTC热敏电阻的基本知识和特性。

第三部分讨论了温度测量原理及方法,并与其他常见温度测量方法进行比较。

第四部分重点探讨了NTC 热敏电阻测温电路设计的要点,包括选择合适的NTC热敏电阻型号与参数设置、温度补偿与校准技巧以及信号处理与转换电路设计要点。

最后一部分是结论和展望,总结了文章的主要内容并对未来发展进行了展望。

1.3 目的本文的目的是提供关于NTC热敏电阻测温电路设计方面的详细说明和解释。

通过对NTC热敏电阻的介绍和温度测量原理的解析,帮助读者了解如何选择合适的NTC热敏电阻、进行温度补偿与校准,并设计出高效可靠的信号处理与转换电路。

同时,本文还展望了NTC热敏电阻测温技术在未来的发展方向。

2. NTC热敏电阻简介2.1 什么是NTC热敏电阻NTC热敏电阻全称为负温度系数热敏电阻( Negative Temperature Coefficient Thermistor),是一种根据温度变化而改变阻值的传感器。

它由金属氧化物制成,具有负温度系数特性,即当温度上升时,其电阻值会下降;反之,当温度下降时,电阻值会增加。

2.2 NTC热敏电阻的特性NTC热敏电阻具有许多独特的特性。

首先,它们响应速度快,能够实时测量环境温度。

其次,NTC热敏电阻的响应范围广泛,可覆盖从低至几摄氏度到高达几百摄氏度的整个温度范围。

此外,NTC热敏电阻精确可靠,在稳态和非稳态情况下都能提供准确的温度测量结果。

2.3 应用领域NTC热敏电阻广泛应用于各个领域中的温度测量与控制。

它们被广泛用于家电、汽车、电子设备等领域,在温度测量、过热保护、温度补偿等方面发挥着重要作用。

电容电阻测量实验报告

电容电阻测量实验报告

电容、电阻测量实验报告实验目的:1、掌握电容测量的方案,电容测量的技术指标2、学会选择正确的模数转换器3、学会使用常规的开关集成块4、掌握电阻测量的方案,学会怎样达到电阻测量的技术指标实验原理:一、数字电容测试仪的设计电容是一个间接测量量,要根据测出的其他量来进行换算出来。

1)电容可以和电阻通过555构成振荡电路产生脉冲波,通过测出脉宽的时间来测得电容的值T=kR CK和R是可知的,根据测得的T值就可以得出电容的值2)电容也可以和电感构成谐振电路,通过输入一个信号,改变信号的输入频率,使输入信号和LC电路谐振,根据公式W=1/ √LC就可以得到电容的值。

二、多联电位器电阻路间差测试仪的设计电阻是一个间接测试量,他通过测得电压和电流根据公式R=U/I得出电阻的值电阻测量分为恒流测压法和恒压测流法两种方法这两种方法都要考虑到阻抗匹配的问题1)恒流测压法输入一个恒流,通过运放电路输出电压值,根据运放电路的虚断原理得出待测电阻两端的电压值,就可以得出待测电阻的阻值。

2)恒压测流法输入一个恒压,通过运放电路算出电流值,从而得出电阻值方案论证:数字电容测试仪用555组成的单稳电路测脉宽用555构成多谐振荡器产生触发脉冲多谐振荡器产生一个占空比任意的方波信号作为单稳电路的输入信号。

T1=0.7*(R1+R2)*CT2=0.7*R2*C当R2〉〉R1时,占空比为50%单稳电路是由低电平触发,输入的信号的占空比尽量要大触发脉冲产生电路电容测试电路Tw=R*Cx*㏑3R为7脚和8脚间的电阻和待测电容Cx构成了充放电回路,这个电阻可以用一个拨档开关来选择电容的测试挡位。

当待测电容为一大电容时,选择一个小电阻;当电容较小时,选择一个较大的电阻。

使输出的脉宽不至于太大或者太小,用以提高测量的精度和速度。

R*C不能取得太小,R*C*㏑3≥T2,如果R*C取得太小,使得充放电时间太小,当来一个低电平时,电路迅速充电完毕,此时输入信号仍然处于低电平状态,输出电压为高电平,此时的脉宽就与RC无关,得到的C值就不是所要测的电容值。

电阻的测量实验设计

电阻的测量实验设计

实验设计:------安安法、伏伏法测电阻教案贵阳市清华中学:孙雨一、三维目标(一)、知识与技能通过本节课实验设计,让学生更深层次地理解串联电路中电压比和并联电路中的电流比,并综合地应用到电阻测量的实验中去;加深学生对安培表和伏特表的读数和注意事项理解,加深对实验原理的寻找和数据处理的理解;让学生知道电表改装和安安法、伏伏法测量电阻的关系。

(二)、过程与方法本节课通过游戏课的形式,把深奥的、抽象的电学实验设计变成简单、具体方法操作;实验中的关键字和注意事项用口号形式喊出来,加深学生的理解和记忆;通过讲与练习结合,让尽量多的学生知道该实验的设计思路和方法;用反证法引导学生思考、推理、综合得出结论,提高学生分析问题、综合问题的能力。

(三)、情感态度和价值观高三后期复习一直重复着考和练,学生对课堂失去了信心,没有更多的兴趣去接受课堂,本节课换种方式去授课,把难度大、考试重点问题简单成易于操作的游戏规则,激发学生学习兴趣、端正学生学习态度,重树学生学习信心,认真参与到课堂中来,实现自己人生目标;二、游戏过程课前引出关键字“约”;口号引出本节课注意事项 1、 游戏题目:电阻的测量实验设计------安安法、伏伏法(板书) 2、 游戏目的:选择出用安安法、伏伏法测电阻原理、电路图等 3、 游戏原理:串联电路电压比----==2211R U R U (板书)并联电路电流比I 1R 1=I 2R 2=--------(板书) 4、游戏规则培训(一)、资格赛规则 1、伏安法测电阻用IUR =能计算出结果 2、测量过程中每个表的实际读数是该表满刻度的31到满刻度之间若两条同时成立,则用伏安法测电阻,若其中一条不成立,取消伏安法资格,进入下一环节游戏。

(二)、淘汰赛规则两个安培表(两个伏特表)、待测电阻、定值电阻必须参加,画出它们可能的电路图并用下列规则进行淘汰1、两个安培表串联或两个伏特表直接并联--------------淘汰2、大量程表测分电流(电压) 小量程表测总电流(电压)---------淘汰3、安安法用电流比,伏伏法用电压比计算, 不能计算出待测电阻---------淘汰(注意关键字“约”)剩下的电路图用反证法进行淘汰1满刻度)用电流比(电设其中任一表的实际读数为其满刻度(或3压比)计算另一表的读数1到满刻度之间-------淘汰若不在该表满刻度的3例1、实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联.测量实际电流表G1的内阻r1的电路.供选择的仪器如下:①待测电流表G1(0~5 mA,内阻约300 Ω);②电流表G2(0~10 mA,内阻约100 Ω);③电压表V(0-10V,内阻约为1KΩ)④定值电阻R1(300 Ω)⑤定值电阻R2(10 Ω)⑥滑动变阻器R3(0~1 000 Ω)⑦滑动变阻器R4(0~20 Ω);⑧电键S及导线若干.干电池(1.5 V);(1)定值电阻应选________,滑动变阻器应选________.(在空格内填写序号)(2)在方框图中画出电路图,用线条在图中把实物图补充连接完整.图19(3)补全实验步骤:①按电路图连接电路,将滑动变阻器的滑动触头移至最____端(填“左”或“右”);②闭合电键S,移动滑动触头至某一位置,记录G1、G2的读数I1、I2;③多次移动滑动触头,记录相应的G1、G2读数I1、I2;④以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图所示.图20(4)根据I2-I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式_______________.例2、用以下器材测量电阻R X 阻值(900~1000Ω):电源E,有一定内阻,电动势约为9.0V;电压表V1,量程为1.5V,内阻r1=750Ω;电压表V2,量程为5V,内阻r2约2500Ω;滑动变阻器R,最大阻值约为100Ω;单刀单掷开关S,导线若干。

QJ36B导体电阻智能测试仪说明资料

QJ36B导体电阻智能测试仪说明资料

QJ36B导体电阻智能测试仪说明资料QJ36B型液晶数显导体电阻智能测试仪QJ36B液晶数显智能导体电阻测试仪主要是为精密测量电线电缆导体电阻设计的,它可以达到QJ36、QJ19、QJ55电桥的电阻测量精度,并测量环境温度,⾃动换算温度系数,⾃动查询标准要求,⾃动判定是否合格。

它还可以测量电线电缆电性能截⾯积(判定版)、长度、整轴线缆电阻等功能,可升级代替QJ36、QJ57、QJ84、QJ44、SB2230、PC36C、微欧计等传统设备。

QJ36B是BR-A的简化版,是QJ36A、BR-B的升级版。

特点:1、宽范围测量电阻,⼗⼆级测量档位⼗级测量电流⾃动转换,⾃动选择合适的档位进⾏测量,⽆需⼿动选择。

2、测量线缆电阻时,仪器采⽤0.1A、0.5A、1A、5A、10A的更细电流分档设计即可以满⾜全量程线缆测量电流要求,⼜可以提⾼测量精度和稳定性。

相对采⽤0.1A、1A、10A的电流分档设计,全量程测量时,部分测量量程测量电流不⾜导致精度下降,部分测量量程测量电流过⼤导致稳定性不⾜。

3、1mΩ-1MΩ⼗级标准电阻⼗⼆级测量档位⾃校准,保证测量结果的准确性,消除传统电阻测试设备使⽤⼀段时间后因电⼦器件⽼化产⽣偏差⽽⼜⽆法修正的忧虑。

4、电阻温度系数⾃动换算,测量结果直接换算成20℃下的Ω/km值,⽤于和标准相⽐较。

换算温度值即可以按照实际测量值进⾏换算,也可以按照设置值进⾏温度换算。

5、仪器内含GB3956标准,可实现⾃动判定是否合格;可计算实际电性能截⾯积。

(判定版)6、四端⼦测量法,⾃动消除接触电阻误差,测量精度⾼,可实现0.01uΩ--2.5M⾼达±0.05%的电阻测量。

7、测量结果⾃动保存,可保存100条数据,可随时查询测量电阻值,环境温度,换算结果。

8、在线测量功能,可以直接测量正在⽣产过程中电缆导体值并⾃动换算,⽅便快捷。

整盘电线电缆长度、电阻测量功能,⽅便快捷。

9、⾃动校零,正反向测量,以减少测量电流产⽣的热电势影响。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

《电子系统设计》课程设计题目:电阻测量系统设计自动电阻测试仪【摘要】本简易自动电阻测试仪具有手动四档及自动三档量程转换电阻测试功能,以单片机为控制核心,使用仪表运放来精确采集被测电阻两端电压,经过模数转换电路将模拟信号转换成数字信号,以便单片机进行处理。

最后通过LCD12864液晶显示出结果,能自动显示小数点和单位;并且该装置具有电阻自动筛选和自动测量显示电位器变化曲线的功能。

实验结果表明,本系统完全达到设计要求,多项指标优于题目要求。

【主要技术】(1) 通过编程来实现对电阻值的直接测量(2) 12位A/D转换技术(3) 量程转换技术(4)液晶显示器的有效应用(5)串并转换技术(6) 通过单片机控制电机实现对电位器的自动控制【关键词】模数转换;自动量程转换;INA114;电阻;MCU;液晶显示;目录一、系统方案 (4)1.1 设计要求 (4)1.1.1 任务 (4)1.1.2 要求 (4)1.2 总体方案 (5)1.2.1 方案论证与比较 (5)1.2.2系统组成 (5)二、理论计算与电路分析 (6)2.1 电阻测量原理 (6)2.2.1测量电路 (6)2.1.2基准电压电路 (7)2.2 自动量程转换与筛选的设计 (7)2.2.1 自动量程转换 (7)2.2.2 筛选功能 (8)2.3 电位器阻值变化曲线装置的设计 (8)三、电路与程序设计 (8)3.1 电路设计与分析 (8)3.1.1 电源模块 (8)3.1.2 测量及转换模块 (9)3.1.3 控制显示模块 (10)3.1.4 辅助装置 (10)3.2 程序流程图设计 (11)四、系统测试方案与结果 (13)4.1 测试条件 (13)4.2 测试方案 (13)4.3 测试结果及分析 (13)五、结论和系统特色 (14)一、系统方案1.1 设计要求1.1.1 任务设计并制作一台简易自动电阻测试仪。

1.1.2 要求(1)基本要求①测量量程为 100Ω、1kΩ、10kΩ、10MΩ四档。

测量准确度为±(1%读数+2 字)。

② 3 位数字显示(最大显示数必须为 999),能自动显示小数点和单位,测量速率大于 5 次/秒。

③ 100Ω、1kΩ、10kΩ三档量程具有自动量程转换功能。

(2)发挥部分①具有自动电阻筛选功能。

即在进行电阻筛选测量时,用户通过键盘输入要求的电阻值和筛选的误差值;测量时,仪器能在显示被测电阻阻值的同时,给出该电阻是否符合筛选要求的指示。

②设计并制作一个能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化曲线的辅助装置,要求曲线各点的测量准确度为±(5%读数+2 字),全程测量时间不大于 10 秒,测量点不少于 15 点。

辅助装置连接的示意图如图 1 所示。

③其他图 1 辅助装置连接的示意图1.2 总体方案1.2.1 方案论证与比较 (1)电阻信号的采集 方案一:恒流法恒流法的依据是信号源阻为无穷大,电流恒定。

此特性对于测量本题中小于10k Ω的电阻有较高的精度,但在测量阻值较高的电阻时,一方面被测电阻X R 的压降过大,有可能进入非线性区;另一方面,实际电流源的阻不可能为无穷大,大阻值的电阻已接近电流源的阻,此时电流源阻的分流已不能忽略,从而影响测量精度。

方案二:恒压法恒压法的依据是信号源阻为0,电压恒定,此特性对测量中高阻值电阻有较高的精度,但测量较小阻值电阻时也会存在一定的误差。

方案选择:本设计偏重于中高阻值电阻的测量,故选方案二,并且通过与标准电阻串联分压方式减少测量小电阻时的误差。

(2)自动量程的转换方案一:采用多量程开关MPC509切换不同阻值的标准电阻。

优点:易于控制,电路简单。

缺点:器件本身有1k Ω电阻,对测量结果有较大影响。

方案二:采用继电器来切换标准电阻。

优点:器件无电阻,对测量结果影响小,易于控制。

缺点:电路稍显复杂,切换有响声。

方案选择:本设计要求准确度达到()2100+±,故采用方案二。

(3)信号转换方案一:采用单片机部的A/D 转换器。

优点:电路结构简单。

缺点:转换速度慢,干扰大,准确度达不到要求。

方案二:外接12位ADS805 A/D 转换器。

优点:转换速度快,准确度高。

缺点:外围电路复杂,占用较多的I/O 口。

方案选择:本设计侧重于高准确度,因此采用方案二。

1.2.2系统组成本系统组成框图如图2所示。

图 2 系统框图二、理论计算与电路分析2.1 电阻测量原理2.2.1测量电路采用串联电阻分压的方式来确定测量电阻,如图3 所示。

根据欧姆定理可知,只需测出X R 两端电压和流过它的电流就可计算出X R 。

由图3可知XX X U R U R -=51 ,使用了TI 公司生产的仪表放大器INA114测量X U 的值,X O U U =,测出O U 的值即可知被测电阻值。

INA114是一种通用仪用放大器,尺寸小、精度高、价格低廉,可用于电桥、热电偶、数据采集、RTD 传感器和医疗仪器等。

INA114只需一个外部电阻就可以设置1至10000之间的任意增益值,部输入保护能够长期耐受±40V,失调电压低(50μV),漂移小(0.25μV/℃),共模抑制比高(G=1000时为50dB ),用激光进行调整,可以在±2.25V 的电压下工作,使用电池(组)或5V 单电源系统,静态电流最大为3mA 。

INA114采用8引脚塑料封装或SOL-16表面封装贴件,使用环境温度为-40℃~+85℃。

X R 1R +-+5VXU OU INA114图 3 测量电路2.1.2基准电压电路为了使测量更精准,必须提供准确稳定的+5V 电压。

因此采用三端可编程并联稳压管TL431构成+5V 串联稳压器。

输出电压V 55.22132=⨯=•⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ref O V RR V 电路如图4所示。

仪器公司(TI )生产的TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。

其输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从Verf (2.5V )到36V 围的任何值。

该器件的典型动态阻抗为0.2Ω,TL431是一种并联稳压集成电路。

因其性能好、价格低,因此广泛应用在各种电源电路中。

+TL43110uF3k Ω80501k Ω+9V+5V1R 2R 1k Ω3R 1C OV图 4 +5V 基准电压电路 图5 量程转换电路2.2 自动量程转换与筛选的设计2.2.1 自动量程转换自动量程转换功能的实现由单片机检测X U 值的大小来切换相应档位的继电器是否导通,从而实现电阻测量量程的自动转换,电路如图5所示。

自动量程采用由高位档向低位档逐档比较的切换方式。

当由手动量程转换切到自动量程转换测量时,继电器自动切换到10k Ω档位,当测试出的X U >2.500V时(即被测电阻≥10k Ω),则超出自动测量围,并显示“超出量程”;当0.476V ≤X U <2.500V 时(即1k Ω≤被测电阻<10k Ω),则档位不变,并显示测量电阻值;当X U <0.476V 时(即被测电阻<1k Ω),则档位切换到1k Ω档位。

当切换到1k Ω档位时,再次检测X U 值,当测得0.476V ≤X U 时(即被测电阻≥100Ω),则档位不变,并显示测量电阻值;当测得X U <0.476V 时(即被测电阻<100Ω),则档位切换到100Ω档位。

当切换到100Ω档位时,则直接显示测量电阻值。

2.2.2 筛选功能筛选功能先计算出设定阻值的围,假设要求的电阻值为Y R ,误差值为ε,则电阻筛选围为(Y R -ε)~(Y R +ε)。

测量时将电阻测试仪调到自动档,测量出被测电阻的阻值X R ,然后判断X R 是否在筛选围里,若在此围则显示筛选符合要求并显示具体阻值,否则显示不符合筛选要求。

2.3 电位器阻值变化曲线装置的设计将小型直流电机的转轴与4.7k Ω旋转式单圈电位器相连,从电位器引出两点用于测量显示,为了能准确显示被测电位器阻值从0~4.7k Ω的变化,本装置在电位器的零欧姆位置安装了行程开关,用于控制电位器从零开始变化。

三、 电路与程序设计3.1 电路设计与分析从整体来看,本测试仪由供电系统(即电源模块)、电阻测量及量程转换模块、控制运算及显示模块。

3.1.1 电源模块电源电路如图6所示,采用LM317和LM337来输出±12V 、±8V 、+5V 。

LM317和LM337输出电压精度更高。

+5V用于给单片机供电;+8V经过TL431稳压成标准的+5V提供测量电阻的基准电压。

+5V用于ADS805供电。

±12V用于仪表运放INA114供电。

图 6 电源电路3.1.2 测量及转换模块电阻值测量电路及自动量程转换电路,如图7所示。

用红黑表笔测量被测电U并送入单片机,即显示出相应阻值。

通过单片机输出的控制信号来阻,得出O调节继电器KM的切换,进而控制了量程的转换。

图 7测量及量程转换电路3.1.3 控制显示模块单片机控制显示模块如图8所示,控制电路采用外接AD,单片机部自带的AD只有10位,不能满足本设计中对准确度1%的要求,因此采用外接12位的ADS805。

采集的电压信号经过OPA2209跟随到AD中,使用OPA2209起到输入阻抗的变换,减小AD对信号的影响。

由于控制采集信号需要大量I/O口,导致单片机的接口不够用,因此在显示电路部分,采用了两个74HC595来节省显示部分的接口。

74HC595是硅结构的CMOS器件,具有8位串行输入/输出或者并行输出移位寄存器、一个存储器和三态输出功能。

图 8 单片机控制及显示模块3.1.4 辅助装置辅助装置是将小型直流电机的转轴与4.7kΩ旋转式单圈电位器相连,从电位器引出两点用于自动测量显示电位器阻值随旋转角度变化的曲线。

由于单片机输出的信号不能驱动电机,因此在电路设计中采用TA8428K驱动直流电机,如图9所示。

东芝双极型线性集成电路TA8428K 用于电机旋转控制,电机的正转,反转,停止和制动操作可供选择,具有热关断和短路电流保护等功能,输出电流的峰值为3.0 A。

图9 辅助装置连接电路图3.2 程序流程图设计程序设计的总体思路如图10所示。

图 5程序流程图四、 系统测试方案与结果4.1 测试条件(1)仪器UT60D 三位半数字万用表 一台 UT71A 四位半数字万用表 一台(2)环境条件测试环境温度在26℃左右。

4.2 测试方案将自动电阻测试仪分别调到100Ω档、1k Ω档、10k Ω档和10M Ω档测量量程围的不同阻值的电阻a R ,并记录结果。

然后用四位半数字万用表分别测量被测电阻的阻值b R ,利用公式求出准确度()0bb a R R R Q -±=。

4.3 测试结果及分析不同档位的电阻测试结果如表1所示,通过测试数据可知,其测量准确度达到设计要求,能自动显示小数点和单位,测量速度远远大于5次/秒,并实现了100Ω档、1k Ω档和10k Ω档三个档的量程自动转换功能。

相关文档
最新文档