一种微小电阻的精密测试仪制造技术

本发明专利技术公开了一种微小电阻的精密测试仪，包括数据处理模块、数据采集模块和微小电阻测试模块，微小电阻测试模块包括均与待测微小电阻Rx相连的恒流源电路和信号放大电路；恒流源电路用于给被测微小电阻Rx施加恒定电流；数据采集模块对放大后的电压信号进行采集和处理；数据处理模块根据恒定电流值和采集的电压值计算微小电阻的阻值；恒流源电路包括恒流源Is，及与被测微小电阻Rx并联的钳位电阻Rc，恒流源Is用于给微小电阻Rx施加不大于电流阈值的恒定电流，钳位电阻Rc将微小电阻Rx的电压Ux钳位到电压阈值以下，避免因输出电压过大引起测量误差。本发明专利技术测试精度高，可测量通道多，测试自动化程度高，测量速度快，特别适用于微小电阻的批量测试。

【技术实现步骤摘要】
一种微小电阻的精密测试仪
本专利技术属于电阻测量
，更具体地，涉及一种软硬件结合的多路微小电阻的精密测试仪。
技术介绍
在军事或民用产品中，电阻测量是电子工作者经常做的工作，特别是在军事产品上对电阻的测试精度要求较高，尤其是对微小电阻的测量。目前常用的测量微小电阻的方法为采用四线制接法的恒流电位法，四线制接法虽然能够克服导线电阻，降低对连接导线和端子接触电阻的要求，但是无法克服由膜电阻、接触电势和热电势引起的测量误差。随着对电子产品性能要求的提高，经常需要对微小电阻进行精密测量，如何快速、自动、精确的进行微小电阻的测量是我们必须攻克的问题。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种微小电阻的精密测试仪，解决传统测试方法测试精度不高，耗时久的问题，能够同时对多路微小电阻进行精密测量。为实现上述目的，本专利技术提供了一种微小电阻的精密测试仪，包括数据处理模块、数据采集模块和微小电阻测试模块，微小电阻测试模块包括均与待测微小电阻Rx相连的恒流源电路和信号放大电路；恒流源电路用于给被测微小电阻Rx施加恒定电流；信号放大电路用于对微小电阻Rx的电压信号进行放大；数据采集模块的第一端与信号放大电路相连，用于对放大后的电压信号进行采集和处理，为微小电阻Rx的阻值计算提供参数；数据处理模块的第一控制端通过数据总线与数据采集模块的第二端相连，用于根据恒定电流值和采集的电压值计算微小电阻的阻值；恒流源电路包括恒流源Is，以及与被测微小电阻Rx并联的钳位电阻Rc，恒流源Is用于给微小电阻Rx施加电流值不大于电流阈值的恒定电流，钳位电阻Rc用于将微小电阻Rx的电压Ux钳位到电压阈值以下，避免因膜电阻引起测量误差。优选的，上述微小电阻的精密测试仪，其恒流源电路还包括由开关K1、K2、K3和K4构成的H桥，所述H桥位于恒流源Is和微小电阻Rx之间，用于实现恒定电流的倒向，消除由于接触电动势和热电势引起的测量误差，H桥通过两组反相器或者两个继电器实现。优选的，上述微小电阻的精密测试仪，其恒流源电路还包括精密电阻RN，对微小电阻Rx进行测试前，将精密电阻RN作为恒流源Is的负载，采集精密电阻RN两端的电压U0，对恒流源的实际输出电流进行校正，并以校正后的恒流源电流值为基准电流对微小电阻Rx进行测试。优选的，上述微小电阻的精密测试仪，其电压阈值为20mV，电流阈值为100mA，钳位电阻的阻值Rc＝Ux/Is。优选的，上述微小电阻的精密测试仪，其精密电阻RN的阻值为10Ω，精度为±0.1‰，温度特性为1×10-5/℃。优选的，上述微小电阻的精密测试仪，还包括CPLD控制模块和模拟开关通道选择模块；所述微小电阻测试模块还包括通道切换电路；CPLD控制模块的控制端分别通过地址总线和数据总线与数据处理模块的第二控制端相连，其输出端与模拟开关通道选择模块的输入端相连，模拟开关通道选择模块的输出端与通道切换电路的第一输入端相连；通道切换电路的第二输入端连接恒流源电路，其输出端用于连接微小电阻Rx；数据采集模块的第二端还通过地址总线与数据处理模块的第一控制端相连；数据处理模块根据测试通道数生成包含通道地址的指令，并将通道地址分别发送至CPLD控制模块和数据采集模块；CPLD控制模块对指令进行译码后发送至模拟开关通道选择模块，模拟开关通道选择模块根据通道地址将对应测试通道的模拟开关依次选通，通道切换电路用于实现多路微小电阻测试通道的切换，以此实现对多路微小电阻的测试；数据采集模块将采集的电压信号与对应的通道地址匹配，并发送至数据处理模块。优选的，上述微小电阻的精密测试仪，其模拟开关通道选择模块包括总线驱动器、四通道数字隔离器和达林顿晶体管阵列和继电器，模拟开关通道选择模块控制继电器选择恒流源测试通道。优选的，上述微小电阻的精密测试仪，其通道切换电路包括总线驱动器和通路选择器，对应不同的微小电阻选择不同的测试通道进行测试。优选的，上述微小电阻的精密测试仪，其数据处理模块还包括以太网接口、CF卡接口、USB接口、鼠标键盘接口和LVDS输出接口；作为存储介质的CF卡通过CF卡接口与数据处理模块相连，用于存储测试过程中的各种数据；外部显示屏通过LVDS输出接口与数据处理模块相连，测试结果直接在显示屏上显示；通过鼠标键盘接口与数据处理模块相连的鼠标、键盘便于实现人机交互。优选的，上述微小电阻的精密测试仪，还包括AC/DC电源转换模块，用于将外部电源转换为各模块所需的工作电源。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：(1)本专利技术提供的一种微小电阻的精密测试仪，通过限制测试电流和引入一个钳位电阻使得电压钳位在20mV以下，避免了过大的电压击穿被测微小电阻器件上的氧化膜，从而更准确地反映出微小电阻在干电路条件下的电学性能，实现对微小电阻的精密测量；(2)本专利技术提供的一种微小电阻的精密测试仪，采用电流倒向法，在恒流源和待测微小电阻之间引入由K1，K2，K3，K4构成H桥，实现测试电流的倒向，多次导向采集数据，减小微小电阻本身引起的热电动势、电化学电动势和运放的失调等误差；对微小电阻测试之前，先将精密电阻RN作为恒流源的负载，对恒流源的输出电流进行实际测算和校正，进一步提高了测量精度；(3)本专利技术提供的一种微小电阻的精密测试仪，通过引入模拟开关通道选择模块和通道切换电路，可实现多通道测试，测试自动化程度高，测量速度快，特别适用于微小电阻的批量测试；(4)本专利技术提供的一种微小电阻的精密测试仪，采用模块化设计，各功能模块独立，在模块位置布局上可以做到节约空间，增加散热，向小型化趋势发展；选用芯片集成度高，减小设备整体尺寸，方便携带；元器件选型上严格按国军标要求删选器件，可靠性高，环境适应性强，可在自然条件恶劣的环境中稳定工作。附图说明图1是本专利技术实施例提供的微小电阻精密测试仪的结构框图；图2是常用的两线制接法的恒流电位法测微小电阻的原理图；图3是常用的四线制接法的恒流电位法测微小电阻的原理图；图4是本专利技术实施例提供的微小电阻精密测试仪的恒流源电路示意图；图5是本专利技术实施例提供的另一种恒流源电路示意图；图6是本专利技术实施例提供的恒流源的电路结构图；图7是本专利技术实施例提供的多通道微小电阻精密测试仪的结构框图；图8是本专利技术实施例提供的微小电阻精密测试仪的测试过程示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。图1是本专利技术提供的一种微小电阻的精密测试仪的结构框图，包括数据处理模块、AC/DC电源转换模块、数据采集模块和微小电阻测试模块；微小电阻测试模块包括与待测微小电阻Rx相连的恒流源电路和信号放大电路；其中，恒流源电路用于给被测微小电阻Rx施加恒定电流，信号放大电路用于对微小电阻Rx的电压信号进行放大；数据采集模块的第一端与信号放大电路相连，用于对放大后的电压信号进行采集和处理，主要是滤波、放大处理，最大程度上去除采集线路上的纹波影响，使采集的电压更加准确，为微小电阻Rx的阻值计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微小电阻的精密测试仪，其特征在于，包括数据处理模块、数据采集模块和微小电阻测试模块，所述微小电阻测试模块包括与待测微小电阻Rx相连的恒流源电路和信号放大电路；所述恒流源电路用于给被测微小电阻Rx施加恒定电流；所述信号放大电路用于对微小电阻Rx的电压信号进行放大；所述数据采集模块的第一端与信号放大电路相连，用于对放大后的电压信号进行采集和处理，为微小电阻Rx的阻值计算提供参数；所述数据处理模块的第一控制端通过数据总线与数据采集模块的第二端相连，用于根据所述恒定电流值和采集的电压值计算微小电阻的阻值；所述恒流源电路包括恒流源Is，以及与被测微小电阻Rx并联的钳位电阻Rc，所述恒流源Is用于给微小电阻Rx施加电流值不大于电流阈值的恒定电流，所述钳位电阻Rc用于将微小电阻Rx的电压Ux钳位到电压阈值以下，避免因膜电阻引起的测量误差。

【技术特征摘要】
1.一种微小电阻的精密测试仪，其特征在于，包括数据处理模块、数据采集模块和微小电阻测试模块，所述微小电阻测试模块包括与待测微小电阻Rx相连的恒流源电路和信号放大电路；所述恒流源电路用于给被测微小电阻Rx施加恒定电流；所述信号放大电路用于对微小电阻Rx的电压信号进行放大；所述数据采集模块的第一端与信号放大电路相连，用于对放大后的电压信号进行采集和处理，为微小电阻Rx的阻值计算提供参数；所述数据处理模块的第一控制端通过数据总线与数据采集模块的第二端相连，用于根据所述恒定电流值和采集的电压值计算微小电阻的阻值；所述恒流源电路包括恒流源Is，以及与被测微小电阻Rx并联的钳位电阻Rc，所述恒流源Is用于给微小电阻Rx施加电流值不大于电流阈值的恒定电流，所述钳位电阻Rc用于将微小电阻Rx的电压Ux钳位到电压阈值以下，避免因膜电阻引起的测量误差。2.如权利要求1所述的微小电阻的精密测试仪，其特征在于，所述恒流源电路还包括由开关K1、K2、K3和K4构成的H桥，所述H桥位于恒流源Is和微小电阻Rx之间，用于实现电流的倒向，消除由于接触电动势和热电势引起的测量误差，所述H桥通过两组反相器或者两个继电器实现。3.如权利要求1或2所述的微小电阻的精密测试仪，其特征在于，所述恒流源电路还包括精密电阻RN，对微小电阻Rx进行测试前，将所述精密电阻RN作为恒流源Is的负载，采集精密电阻RN两端的电压U0，对恒流源的实际输出电流进行校正，并以校正后的恒流源电流值为基准电流对微小电阻Rx进行测试。4.如权利要求1或2所述的微小电阻的精密测试仪，其特征在于，所述电压阈值为20mV，所述电流阈值为100mA，所述钳位电阻的阻值Rc＝Ux/Is。5.如权利要求2所述的微小电阻的精密测试仪，其特征在于，所述精密电阻RN的阻值为10Ω，精度为±0.1‰，温度特性为1×10-5/℃。6.如权利要求1所述的微小电阻的精密测试仪，其特征在于，还包括CPLD控制模块和模拟开关通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤恒，曾文兵，张锐，仁钦，喻伟，雷小江，周卫华，
申请(专利权)人：湖北三江航天万峰科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42