一种低阻值电阻测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种低阻值电阻测量装置，包括恒流源模块、四线表笔连接器、程控放大器、模数转换模块、微控制器和液晶显示器六个组成部分。恒流源模块通过四线表笔连接器最上端表笔导线以20mA直流电流激励被测电阻；由微控制器分别设置程控放大器的放大倍数为4和8并分别启动模数转换模块得到对应两个电压的转换值u1和u2，u2减去u1再除以4可以得到被测电阻两端的精确电压对应的值，将此值乘以10000/328即可计算出被测电阻的精确电阻值，最后由液晶显示器显示出电阻值。当模数转换模块具有12位分辨率时，本测量装置可达到10mΩ的分辨率。本测量装置能以较低的元器件成本消除放大器的静差，从而达到较高的测量精度。

A Low Resistance Resistance Measuring Device

The utility model discloses a low resistance resistance measuring device, which comprises six components: a constant current source module, a four-wire pen connector, a programmable amplifier, an analog-to-digital conversion module, a microcontroller and a liquid crystal display. The constant current source module excites the measured resistance with 20 mA DC current through the top pen conductor of the four-wire pen connector; the microcontroller sets the amplification multiples of the programmable amplifier to 4 and 8 respectively, and starts the analog-to-digital conversion module to get the corresponding two voltage conversion values U1 and u2, U2 subtracts U1 and divides U 4 to get the two ends of the tested resistance. The precise value corresponding to the voltage can be calculated by multiplying this value by 10000/328. Finally, the resistance value can be displayed by LCD. When the analog-to-digital conversion module has 12-bit resolution, the measurement device can achieve a resolution of 10 m. The measuring device can eliminate the static error of the amplifier at a lower cost of components, thus achieving a higher measuring accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种低阻值电阻测量装置
本技术涉及电子测量
，尤其涉及一种电阻测量装置。
技术介绍
电阻是构成电路的一类重要元件，其阻值大小影响电路功能的实现，特别是在需要用到低阻值电阻的情况下。根据基本测量原理，电阻的测量可以分为伏安法和电桥法。电桥法中的直流双臂电桥能够以较高精度测量小阻值电阻，但对测量人员的技能要求较高。模拟式指针三用表和数字多用表中的电阻挡采用的是伏安法。三用表电阻挡的表盘刻度不均匀，难以达到高精度；便携式数字多用表的电阻挡只有位的量程，测量精度也不太高；综合性的数据采集系统能达到较高的测量精度但价格高昂。因此，设计价格低廉并且精度较高的低阻值电阻测量装置就具有了一定的实际意义。
技术实现思路
本技术的目的是克服模拟式指针三用表和便携式数字多用表电阻挡测量精度上的不足，提供一种低成本、使用简便并且具有较高测量精度的低阻值电阻测量装置。为实现上述目的，本技术依据伏安法设计了一种低阻值电阻测量装置。这种测量装置包括恒流源模块(包含集成恒流源4DH5、电阻R2和电位器R1)、四线表笔连接器、程控放大器(包括型号为AD526AD的集成电路、电源退耦电容C1、C2和调零电位器U7)、模数转换模块(包含12位串行输出模数转换器集成电路MAX189、基准电压源集成电路MC1403P1和参考电压调节电位器U9)、微控制器(采用内置复位电路的集成电路IAP15W4K58S4)和液晶显示器(采用LCD1602显示模块)，其中：恒流源模块用于产生流入被测电阻的恒定直流电流；四线表笔连接器用于连接恒流源模块、被测电阻和程控放大器输入端；程控放大器用于放大被测电阻两端电压并输出到模数转换模块进行模数转换；模数转换模块在微控制器的控制下将输入的模拟电压转换成数字信号；微控制器控制本测量装置的所有操作；液晶显示器用于显示微控制器输出的被测电阻阻值。恒流源模块输出的直流电流通过四线表笔连接器最上端表笔导线流入被测电阻并在其两端产生一定的电压，此电压经四线表笔连接器中间两根表笔导线作用到程控放大器的输入端，然后由微控制器设置程控放大器取不同的放大倍数并对其输出电压用模数转换模块进行模数转换，最终可得到两个电压值对应的数值，由这两个数值，微控制器可以计算出被测电阻的阻值并送液晶显示器显示。按照本技术设计的低阻值电阻测量装置，具有以下特点：1.被测电阻与本装置采用四线法连接，在程控放大器中AD526AD的输入偏置电流低至50pA的情况下，表笔导线电阻不影响测量精度；2.对程控放大器中AD526AD的调零要求不高，利用微控制器进行简单的运算即可消除其静差从而保证了测量精度。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1为低阻值电阻测量装置组成示意图；图2为低阻值电阻测量装置电路原理图；图中1.恒流源模块，2.四线表笔连接器，3.程控放大器，4.模数转换模块，5.微控制器，6.液晶显示器。具体实施方式【实施例1】如图1所示，所述低阻值电阻测量装置包括恒流源模块1、四线表笔连接器2、程控放大器3、模数转换模块4、微控制器5和液晶显示器6，其中：恒流源模块1用于产生流入被测电阻的恒定直流电流；四线表笔连接器2用于连接恒流源模块1、被测电阻和程控放大器3输入端；程控放大器3用于放大被测电阻两端电压并输出到模数转换模块4进行模数转换；模数转换模块4在微控制器5的控制下将输入的模拟电压转换成数字信号；微控制器5控制本测量装置的所有操作；液晶显示器6用于显示微控制器5输出的被测电阻阻值。参见图2，为达到本测量装置10mΩ的分辨率，调节恒流源模块1中的电位器R1使其输出20mA的直流电流，此电流在10mΩ的电阻两端能产生0.2mV电压，此电压经程控放大器3四倍及以上的放大得到0.8mV及以上的电压。调节模数转换模块4中连接在基准电压源集成电路MC1403P1上的电位器U9，将12位串行输出模数转换器集成电路MAX189的参考电压调节为2.5V，这时模数转换模块4的分辨率为2.5V/4096＝0.0006103515625V≈0.61mV，小于0.8mV，显然本测量装置能达到设计精度。将被测电阻Rx接于四线表笔P2与P1之间，恒流源模块1产生的20mA直流电流从P2流入Rx并在其两端产生一定的直流电压，此电压经由四线表笔连接器2中间两线输出到程控放大器3中集成电路AD526AD的VIN引脚和接地引脚之间。微控制器5集成电路IAP15W4K58S4从p3.0～p3.2引脚向程控放大器3中集成电路AD526AD的A0～A2引脚送出放大倍数控制信号。相继送出数值2和3(对应放大倍数4和8)将集成电路AD526AD的输入电压放大4倍和8倍，此输出电压通过集成电路AD526AD并接的输出引脚VFCD和VSEN输出到模数转换模块4中的12位串行输出模数转换器集成电路MAX189的模拟电压输入引脚AIN。模数转换模块4中的基准电压源集成电路MC1403P1的输出基准电压通过其OUT引脚输出，经过电位器U9调节得到2.5V基准电压送MAX189的REF引脚作为其参考电压。微控制器5集成电路IAP15W4K58S4从p1.6和p1.7引脚向模数转换模块4中MAX189的SCLK和引脚输出控制信号启动模数转换过程，得到的数字输出信号从MAX189的DOUT引脚输出到IAP15W4K58S4的p1.5引脚。IAP15W4K58S4将对应放大倍数4和8的数字信号(分别记为u1和u2)从p1.5引脚读入，然后进行u＝(u2-u1)/(8-4)的运算得到被测电阻Rx两端电压的精确值对应的数值u，最后进行disbuf＝u*10000/328的运算得到以mΩ为单位的Rx的整数显示值disbuf(模数转换模块4的参考电压为2.5V，对应量程上限10000mΩ的最大输入电压为200mV，这种条件下其输出的数值为328，显示值disbuf应该为10000)。IAP15W4K58S4通过p0.0～p0.7引脚和p2.5～p2.7引脚与型号为LCD1602的液晶显示器6相连，在IAP15W4K58S4中程序的控制下，显示值disbuf最终在LCD1602的液晶屏上显示出来。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低阻值电阻测量装置，其特征在于，包括恒流源模块(1)、四线表笔连接器(2)、程控放大器(3)、模数转换模块(4)、微控制器(5)和液晶显示器(6)，其中：恒流源模块(1)，用于产生流入被测电阻的恒定直流电流；四线表笔连接器(2)，用于连接恒流源模块(1)、被测电阻和程控放大器(3)输入端；程控放大器(3)，用于放大被测电阻两端电压并输出到模数转换模块(4)进行模数转换；模数转换模块(4)，在微控制器(5)的控制下将输入的模拟电压转换成数字信号；微控制器(5)，控制本测量装置的所有操作；液晶显示器(6)，用于显示微控制器(5)输出的被测电阻阻值。

【技术特征摘要】
1.一种低阻值电阻测量装置，其特征在于，包括恒流源模块(1)、四线表笔连接器(2)、程控放大器(3)、模数转换模块(4)、微控制器(5)和液晶显示器(6)，其中：恒流源模块(1)，用于产生流入被测电阻的恒定直流电流；四线表笔连接器(2)，用于连接恒流源模块(1)、被测电阻和程控放大器(3)输入端；程控放大器(3)，用于放大被测电阻两端电压并输出到模数转换模块(4)进行模数转换；模数转换模块(4)，在微控制器(5)的控制下将输入的模拟电压转换成数字信号；微控制器(5)，控制本测量装置的所有操作；液晶显示器(6)，用于显示微控制器(5)输出的被测电阻阻值。2.根据权利要求1所述的低阻值电阻测量装置，其特征在于，所述恒流源模块(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文华，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33