本实用新型专利技术属于智能仪表的专用集成电路技术领域，具体技术技术方案为：一种基于恒流源测量电阻值的智能仪表电路，虚拟双极性电源电路的输出端与微安级恒流源电路的输入端相连，微安级恒流源电路的输出端分别与负载差分信号检测电路、采样差分信号检测电路相连，负载差分信号检测电路、微安级恒流源电路均与单片机AD转换及串行通信电路相连，微安级恒流源电路上接入R限流电阻、R负载电阻和R采样电阻，负载差分信号检测电路上接入调整电阻R8，采样差分信号检测电路上接入调整电阻R15，通过微安级恒流源检测阻值小于1k的阻抗，数字化后通过标准串行通信输出，微安级电流几乎不影响被测对象，可在智能仪表领域广泛推广应用。可在智能仪表领域广泛推广应用。可在智能仪表领域广泛推广应用。
【技术实现步骤摘要】
一种基于恒流源测量电阻值的智能仪表电路
[0001]本技术属于智能仪表的专用集成电路
，具体涉及一种基于恒流源测量电阻值的智能仪表电路。
技术介绍
[0002]随着电子技术在各行各业广泛深入的应用，恒流源电路得到广泛的应用，对测试测量技术也提出了更多要求。但是，目前的电子测量电路精度低、体积大、功率高，难以满足智能化仪表电路的测量需求。因此，数字化、小型化、低功耗、专业化等要求成为测试测量技术的发展方向。
技术实现思路
[0003]为解决现有技术存在的技术问题，本技术提供了一种基于恒流源测量电阻值的智能仪表电路，本技术以多个通用运算放大器单元为基础分别组成虚拟双极性电源电路、微安级恒流源电路、组合式差分信号检测电路，采用微安级恒流源测量一定范围的电阻，通过单片机计算出电阻值通过串口输出。
[0004]为实现上述目的，本技术所采用的技术方案为：一种基于恒流源测量电阻值的智能仪表电路，包括外接电源，外接电源分别为虚拟双极性电源电路、微安级恒流源电路、负载差分信号检测电路、采样差分信号检测电路、单片机AD转换及串行通信电路供电，虚拟双极性电源电路的输出端与微安级恒流源电路的输入端相连，微安级恒流源电路的第一输出端与负载差分信号检测电路的输入端相连，负载差分信号检测电路的输出端与单片机AD转换及串行通信电路的第一输入端相连，微安级恒流源电路的第二输出端与采样差分信号检测电路的输入端相连，采样差分信号检测电路的输出端与单片机AD转换及串行通信电路的第二输入端相连，单片机AD转换及串行通信电路上还连有调试串口和用户串口。
[0005]微安级恒流源电路上接入R限流电阻、R负载电阻和R采样电阻，R限流电阻起保护作用，R负载电阻是被测电阻，R采样电阻都连接时，微安级恒流源电路处于导通状态。
[0006]负载差分信号检测电路上接入调整电阻R8，电路的增益通过调整电阻R8的值实现。
[0007]采样差分信号检测电路上接入调整电阻R15，电路的增益通过调整电阻R15的值实现。
[0008]本技术根据欧姆定律，利用两个电压差和采样电阻可计算出电阻值，单片机采样两个电压差转化成AD值，按照串行通信协议通过串行口接受已知的采样电阻值，送出计算出的负载电阻值。
[0009]虚拟双极性电源电路内设运算放大器U1的A单元，运算放大器U1的A单元的正相输入端接入分压电阻R1和分压电阻R2。
[0010]微安级恒流源电路为负反馈电路，微安级恒流源电路内设运算放大器U1的B单元，运算放大器U1的B单元的反相输入端接入取样电阻R7，取样电阻R7实时反馈负载电流，运算
放大器U1的B单元的输出端接入R限流电阻、R负载电阻和R采样电阻。
[0011]负载差分信号检测电路上内设运算放大器U1的C单元和运算放大器U1的D单元，R采样电阻的一端与运算放大器U1的C单元的正相输入端相连，R采样电阻的另一端与运算放大器U1的D单元的正相输入端相连，运算放大器U1的C单元的反相输入端依次与电阻R10、电阻R13、电阻R12、单片机的29号引脚相连，运算放大器U1的D单元的反相输入端依次与电阻R9、电阻R14、运算放大器U2的A单元的正相输入端相连，运算放大器U2的A单元的输出端与单片机的29号引脚相连，运算放大器U1的C单元的反相输入端和运算放大器U1的D单元的反相输入端之间通过调整电阻R8相连。电阻R9至电阻R12的阻值相等，电阻R13、电阻R14均为电阻R9的一半阻值。
[0012]采样差分信号检测电路上内设运算放大器U2的B单元和运算放大器U2的C单元，R采样电阻的一端与运算放大器U2的B单元的正相输入端相连，R采样电阻的另一端与运算放大器U2的C单元的正相输入端相连，运算放大器U2的B单元的反相输入端依次与电阻R17、电阻R20、电阻R19、单片机的30号引脚相连，运算放大器U2的C单元的反相输入端依次与电阻R16、电阻R21、运算放大器U2的D单元的正相输入端相连，运算放大器U2的B单元的反相输入端和运算放大器U2的C单元的反相输入端之间通过调整电阻R15相连。电阻R16至电阻R19的阻值相等，电阻R20、电阻R21均为电阻R15的一半阻值。
[0013]本技术与现有技术相比，具体有益效果体现在：本技术采用8个通用单电源轨到轨运算放大器单元、21个精密电阻、1个稳压管、1个MOS管组成虚拟双极性电源电路、微安级恒流源电路以及2组差分信号检测电路。结合3个外接电阻(负载电阻、采样电阻、限流电阻)构成微安级恒流源回路，用1组差分信号检测电路检测负载电阻上的电压差，用1组差分信号检测电路检测采样电阻上的电压差。通过微安级恒流源检测阻值小于1k的阻抗，数字化后通过标准串行通信输出，具有精度高、体积小、功耗低、使用简单、可二次开发等特点。微安级电流几乎不影响被测对象，可广泛应用于专用仪表、无损检测、智能制造、机器人等行业，尤其是易燃易爆品和特殊环境下的专用测量领域有独到的优势。
附图说明
[0014]图1为本技术的电路连接原理图。
[0015]图2为图1中虚拟双极性电源电路的电路图。
[0016]图3为图1中微安级恒流源电路的电路图。
[0017]图4为图1中负载差分信号检测电路的电路图。
[0018]图5为图1中采样差分信号检测电路的电路图。
[0019]图6为图1中单片机AD转换及串行通信电路的电路图。
[0020]图7为本技术的工作过程图。
具体实施方式
[0021]为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本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技术，并不用于限定本技术。
[0022]如图1所示，一种基于恒流源测量电阻值的智能仪表电路，包括外接电源，外接电
源分别为虚拟双极性电源电路、微安级恒流源电路、负载差分信号检测电路、采样差分信号检测电路、单片机AD转换及串行通信电路供电，虚拟双极性电源电路的输出端与微安级恒流源电路的输入端相连，微安级恒流源电路的第一输出端与负载差分信号检测电路的输入端相连，负载差分信号检测电路的输出端与单片机AD转换及串行通信电路的29号引脚相连，微安级恒流源电路的第二输出端与采样差分信号检测电路的输入端相连，采样差分信号检测电路的输出端与单片机AD转换及串行通信电路的30号引脚相连，单片机AD转换及串行通信电路上还连有调试串口和用户串口。
[0023]本技术根据欧姆定律，利用两个电压差和采样电阻可计算出电阻值，单片机采样两个电压差转化成AD值，按照串行通信协议通过串行口接收已知的采样电阻值，送出计算出的负载电阻值。
[0024]如图2所示，虚拟双极性电源电路内设运算放大器U1的A单元，运算放大器U1的A单元的正相输入端接入分压电阻R1和分压电阻R2。
[0025]用2个阻值相同的电阻R1和电阻R2分压，运算放大本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于恒流源测量电阻值的智能仪表电路，其特征在于，包括外接电源，所述外接电源分别为虚拟双极性电源电路、微安级恒流源电路、负载差分信号检测电路、采样差分信号检测电路、单片机AD转换及串行通信电路供电，所述虚拟双极性电源电路的输出端与微安级恒流源电路的输入端相连，微安级恒流源电路的第一输出端与负载差分信号检测电路的输入端相连，负载差分信号检测电路的输出端与单片机AD转换及串行通信电路的第一输入端相连，微安级恒流源电路的第二输出端与采样差分信号检测电路的输入端相连，采样差分信号检测电路的输出端与单片机AD转换及串行通信电路的第二输入端相连，所述单片机AD转换及串行通信电路上还连有调试串口和用户串口；所述微安级恒流源电路上接入R限流电阻、R负载电阻和R采样电阻；所述负载差分信号检测电路上接入调整电阻R8；所述采样差分信号检测电路上接入调整电阻R15。2.根据权利要求1所述的一种基于恒流源测量电阻值的智能仪表电路，其特征在于，所述虚拟双极性电源电路内设运算放大器U1的A单元，运算放大器U1的A单元的正相输入端接入分压电阻R1和分压电阻R2。3.根据权利要求1所述的一种基于恒流源测量电阻值的智能仪表电路，其特征在于，所述微安级恒流源电路为负反馈电路，所述微安级恒流源电路内设运算放大器U1的B单元，运算放大器U1的B单元的反相输入端接入取样电阻R7，运算放大器U1的B单元的输出端接入R限流电阻、R负载电阻和R采...
【专利技术属性】
技术研发人员：王世军，
申请(专利权)人：山西华洋吉禄科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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