用于电阻精密检测的同源双路同步采样电路及其方法技术

本发明专利技术一种应用于电阻精密检测的同源双路同步采样方法，对电路中的两个电压信号进行同步采样和数据处理，实现基于基准测量的双通道同步采集。本发明专利技术还提供同源双路同步采样电路，包括同源双路检测电路，同步A/D采样电路和数据处理电路；同源双路检测电路输出两路电压进入同步A/D采样电路，数据处理电路产生一组控制信号控制同步A/D采样电路，同步A/D采样电路得到的两路同步A/D转换数据在数据处理电路进行处理，处理后的数据再与上位机进行交互；数据处理电路根据同步A/D采样电路对VN1和VN2转换得到数字量和同源双路检测电路的拓扑结构形式反算出待测电阻Rx的值，再与上位机进行交互。本发明专利技术可以充分降低外来干扰和电源波动导致的检测误差。导致的检测误差。导致的检测误差。

【技术实现步骤摘要】
用于电阻精密检测的同源双路同步采样电路及其方法


[0001]本专利技术涉及一种电阻检测技术，具体涉及一种应用于电阻精密检测的同源双路同步采样电路及其方法。

技术介绍

[0002]在航天制导领域和某些工业领域，会用到数量众多的转台，而导电滑环作为电信号传输装置是转台的重要组成部分之一，其可靠性直接影响着转台电信号传输的质量。目前，该领域内现有的导电滑环存在着部分因为长期的磨损产生积屑而导致接触不良或接触电阻变大的情况；还有的因长期受力使电刷变型而导致出现跳点；有的则由于电刷刷握变形而与导电环无接触；也有的由于长时间在不良环境下会出现触点氧化或积尘等。这些变化都直接影响着滑环转台的使用性能，有的甚至已直接对产品测试结果产生影响。
[0003]目前，市面上通用的电阻检测仪通常采用单点电压采样的方法，采集的速度和精度均不能满足导电滑环接触电阻的检测精度要求，更不适用于其动态特性的检测。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对该类接触电阻动、静态特性高精度的测试要求，提出一种同源双路同步检测方法，实现基于基准测量的双通道同步采集，充分降低外来干扰和电源波动导致的检测误差。本专利技术同时提供一种同源双路同步采样电路，同样解决上述技术问题。
[0005]本专利技术提供一种应用于电阻精密检测的同源双路同步采样方法，步骤包括：通过同源双路检测对电路中的两个电压VN1、VN2进行同步采样，根据VN1和VN2转换得到数字量和同源双路检测的拓扑结构形式，反算出待测电阻Rx的值，再与上位机进行交互。
[0006]本专利技术还提供一种实现所述采样方法的同源双路同步采样电路，该电路包括同源双路检测电路，同步A/D采样电路和数据处理电路；
[0007]同源双路检测电路输出两路电压VN1、VN2进入同步A/D采样电路，数据处理电路产生一组控制信号控制同步A/D采样电路，该控制信号为同步使能两路A/D采样电路的时序信号；
[0008]同步A/D采样电路得到的两路同步A/D转换数据在数据处理电路进行处理，处理后的数据再与上位机进行交互；同步A/D采样电路中两路A/D转换器在同一组控制信号下进行同一时序的采样变换，同一组控制信号由数据处理电路产生；
[0009]数据处理电路根据同步A/D采样电路对VN1和VN2转换得到数字量和同源双路检测电路的拓扑结构形式反算出待测电阻Rx的值，再与上位机进行交互。
[0010]进一步地，同源双路检测电路包括分压电路，两路仪表放大电路，两路差分比例运算电路；
[0011]分压电路包括电源Vc1、待测电阻Rx和电阻Rc；待测电阻Rx和电阻Rc串联，待测电阻Rx和电阻Rc之间引出分压电压V1；电源电压Vc1和分压电压V1分别经过各自的仪表放大器和差分比例放大电路后得到VN1和VN2，再进入同步A/D采样电路；
[0012]电源电压Vc1对应的仪表放大电路由增益电阻Rg1和仪表放大器N1组成，仪表放大器的放大倍数A
N1
决定于其增益电阻Rg1的大小，分压电压V1对应的仪表放大电路由增益电阻Rg2和仪表放大器N2组成，仪表放大器的放大倍数A
N2
决定于其增益电阻Rg2的大小，两路仪表放大电路的增益电阻取相同值Rg1＝Rg2＝Rg，所以有A
N1
＝A
N2
＝A
N
；
[0013]电源电压Vc1对应的差分比例放大电路由基准电源Vref、运放N3、运放正输入端输入电阻R2、运放负输入端输入电阻R1、运放正输入端接地电阻R3以及负输入端反馈电阻R5组成；运放正输入端输入电阻R2与运放负输入端输入电阻R1取相同值R，运放正输入端接地电阻R3与反馈电阻R5取相同值Rf,即R1＝R2＝R,R3＝R5＝Rf；
[0014]分压电压V1对应的差分比例放大电路由基准电源Vref、运放N4、运放正输入端输入电阻R7、运放负输入端输入电阻R6、运放正输入端接地电阻R8以及负输入端反馈电阻R4组成；运放正输入端输入电阻R7与运放负输入端输入电阻R6取相同值R，运放正输入端接地电阻R8与反馈电阻R4取相同值Rf,即R6＝R7＝R,R4＝R8＝Rf。
[0015]进一步地，电路的传递函数：
[0016][0017][0018]待测电阻：
[0019][0020]进一步地，同源双路检测电路包括惠斯通电桥、两路仪表放大电路；惠斯通电桥由被测电阻Rx和其他四个电阻Rz1，Rz2，Ry1，Ry2共同组成4个桥臂，其中Rz1，Ry1，Ry2各自单独成一桥臂，Rx和Rz2串联成一桥臂Rx+Rz2；Vc1施加在Rz1桥臂与Rx+Rz2桥臂之间，Ry1桥臂与Ry2桥臂间接地，Rz1桥臂与Ry1桥臂之间引出待测电压V3；Rx+Rz2桥臂与Ry2桥臂之间引出待测电压V4；其中Rz1和Rz2取相同值Rz，Ry1和Ry2取相同值Ry，即有Rz1＝Rz2＝Rz，Ry1＝Ry2＝Ry；
[0021]所述待测电压V3和V4，分别经过各自的仪表放大器N1和N2后得到VN1和VN2，再进入同步A/D采样电路；仪表放大器N1和N2的放大倍数A
N1
和A
N2
分别决定于其增益电阻Rg1和Rg2的大小，取Rg1＝Rg2＝Rg，有A
N1
＝A
N2
＝A
N
。
[0022]进一步地，电路的传递函数：
[0023][0024][0025]待测电阻：
[0026]Rx＝VN2*(Ry+Rz)/(VN1
‑
VN2)。
[0027]本专利技术针对该类接触电阻动、静态特性高精度的测试要求，通过同源双路检测对电路中的两个电压VN1、VN2进行同步采样，根据VN1和VN2转换得到数字量和同源双路检测的拓扑结构形式，反算出待测电阻Rx的值，再与上位机进行交互，实现了基于基准测量的双
通道同步采集，充分降低外来干扰和电源波动导致的检测误差。
附图说明
[0028]图1为本专利技术同源双路同步采样电路示意图；
[0029]图2为同源双路检测电路的两种电路拓扑结构；
[0030]图3为本专利技术一个实施例的同源双路检测电路；
[0031]图4为本专利技术一个实施例的A/D采样芯片和单片机连接的接口示意图；
[0032]图5为控制信号的时序图。
具体实施方式
[0033]下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0034]本专利技术提供一种应用于电阻精密检测的同源双路同步采样方法，通过同源双路检测对电路中的两个电压VN1、VN2进行同步采样，根据VN1和VN2转换得到数字量和同源双路检测的拓扑结构形式，反算出待测电阻Rx的值，再与上位机进行交互。
[0035]本专利技术还提供一种应用于电阻精密检测的同源双路同步采样电路包括同源双路检测电路，同步A/D采样电路和数据处理电路，如图1所示。Rx是待测电阻，参与构成同源双路检测电路，同源双路检测电路输出两路电压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于电阻精密检测的同源双路同步采样方法，其特征在于，通过同源双路检测对电路中的两个电压VN1、VN2进行同步采样，根据VN1和VN2转换得到数字量和同源双路检测的拓扑结构形式，反算出待测电阻Rx的值，再与上位机进行交互。2.一种实现权利要求1所述采样方法的同源双路同步采样电路，其特征在于，包括同源双路检测电路，同步A/D采样电路和数据处理电路；同源双路检测电路输出两路电压VN1、VN2进入同步A/D采样电路，数据处理电路产生一组控制信号控制同步A/D采样电路，该控制信号为同步使能两路A/D采样电路的时序信号；同步A/D采样电路得到的两路同步A/D转换数据在数据处理电路进行处理，处理后的数据再与上位机进行交互；同步A/D采样电路中两路A/D转换器在同一组控制信号下进行同一时序的采样变换，同一组控制信号由数据处理电路产生；数据处理电路根据同步A/D采样电路对VN1和VN2转换得到数字量和同源双路检测电路的拓扑结构形式反算出待测电阻Rx的值，再与上位机进行交互。3.根据权利要求2所述一种应用于电阻精密检测的同源双路同步采样方法的采样电路，其特征在于，同源双路检测电路包括分压电路，两路仪表放大电路，两路差分比例运算电路；分压电路包括电源Vc1、待测电阻Rx和电阻Rc；待测电阻Rx和电阻Rc串联，待测电阻Rx和电阻Rc之间引出分压电压V1；电源电压Vc1和分压电压V1分别经过各自的仪表放大器和差分比例放大电路后得到VN1和VN2，再进入同步A/D采样电路；电源电压Vc1对应的仪表放大电路由增益电阻Rg1和仪表放大器N1组成，仪表放大器的放大倍数A
N1
决定于其增益电阻Rg1的大小，分压电压V1对应的仪表放大电路由增益电阻Rg2和仪表放大器N2组成，仪表放大器的放大倍数A
N2
决定于其增益电阻Rg2的大小，两路仪表放大电路的增益电阻取相同值Rg1＝Rg2＝Rg，所以有A
N1
＝A
N2
＝A
N
；电源电压Vc1对应的差分比例放大电路由基准电源Vref、运放N3、运放正输入端输入电阻R2、运放负输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：余莉，孔祥苓，马骥，王洋，冯涌泉，俞波，王志高，马子懿，李超，郭双红，
申请(专利权)人：航天科工惯性技术有限公司，
类型：发明
国别省市：