智能数字化电位比电阻测量仪及其工作流程制造技术

本发明专利技术公开了一种智能数字化电位比电阻测量仪及其工作流程，涉及一种电阻测量仪。电阻测量仪的结构是：被测电阻和标准电阻串联后接入恒流源；第一信号放大器和被测电阻并联，第一信号放大器、第一模／数转换器和第一单片机依次连接，第一单片机分别与显示器、功能键连接；第二信号放大器和标准电阻并联，第二信号放大器、第二模／数转换器和第二单片机依次连接，第二单片机分别与Ｒｓ－２３２接口、ＵＳＢ接口连接；第一单片机和第二单片机相互连接。本发明专利技术代表了电阻测试仪的发展方向；结构简单、功能强大，是市场更新换代产品；有利于环境保护；广泛应用于计量、质检领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电阻测量仪，尤其涉及一种智能数字化电位比电阻测量仪及 其工作流程。
技术介绍
电阻的测量和标准电阻的量值传递(计量)是一项重要的基础性技术工作， 在我国已形成了一个完整的测量和量值传递体系。随着经济、社会和科学技术的 发展，体系中原有的电阻测量仪器已进入更新换代期，市场需求的是高性能的电 阻测量仪。现有电阻测量的仪器和方法有1、 传统的用于一般电阻测量的仪器为电阻电桥，其主体结构由多个十进电 阻盘和指零仪等组成，十进电阻盘由镀银的十进开关和精密锰铜合金电阻组成。 测量时需手工调节、计算而得到测量结果，工作效率低，测量方法限制了其测量 准确度，制造时耗费银、铜资源成本高。2、 用于标准电阻量值传递(计量)的是电流比较仪电桥，其测量方法为电阻比比较法，通过比较仪分别测得被测和标准电阻的测量值R&和Rs,，然后按 公式Rf (RXl/ RSl) XRs计算得到被测电阻的值。电流比较仪电桥的主体结构 由高性能磁性材料、几十个十进开关调节感应线圏、光电放大指零仪等组成。体 积庞大，手工操作繁锁，效率低，制造工艺复杂，制造、维护的成本高。3、 数字式电阻测试仪采用的直流压降法，使用方便、显示直观。但此方法 的测量结果中包含了测试电流的误差。4、 数字电压表法用于电阻的量值传递(计量)的方法为模拟电位比比较法， 因为数字式直流电压表(DVM)测量模拟电压的水平高，用DVM对被测和标准电 阻上的电位分别进行测量，得到Ux和Us的值，然后按Rf (Ux/Us) XRs计算出Rx的值。因为对Ux和Us的测量不是同时进行的，测量电路中的电流误差和 漂移直接影响测量结果，因此此方法的测量准确度受到限制。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于利用单片机技术，克服电阻电桥、比较仪电桥、数字式 电阻测试仪等存在的方法、结构和技术问题，提供一种智能数字化电位比电阻测 量仪及其工作流程，将电阻比比较法、电位比比较法等创新为数字化电位比比较法，实现自动和准确可靠的测量。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是测量方法为数字化电位比比较法双单片机同步控制被测和标准电位信号的 采样、转换、存储，自动计算数字信号电位比和测量结果，消除了测试电流误差 和漂移对测量结果的影响。将被测电阻和标准电阻串联连接，测量时流过同一测试电流，被测电阻和标 准电阻上的模拟电位分别为Ux和Us。信号UX接入由第一放大器、第一模/数转 换器和第一单片机组成的信号处理通道；信号US接入由第二放大器、第二模/ 数转换器和第二单片机组成的信号处理通道。第一、二单片机接受同一键入指令， 执行同步控制程序，使两个通道同时对Ux、 US信号进行采样、转换、存储。第一单片机再执行数据处理程序，从第一、二单片机中调出存储单元中存入的Ux、 Us对应的数字信号和预先存入的已知的标准电阻对应的二进制数，按公式Rx= (Ux/Us) XRs，自动计算出数字化电位比和标准电阻对应二进字数的乘积，从 而得到被测电阻的值。被测电阻的测量值由显示器实时显示。通过执行同步控制和数据处理程序，将模拟电位比改变为数字化电位比，消 除了测试电流误差和漂移对测量结果的影响，使仪器的误差仅取决于标准电阻的 误差，从而提高了测量准确度。通过校准，对放大器和模/数转换器的误差，可 由软件对其进行修正。智能数字化电位比电阻测试仪人机界面提供视觉中文提示字符，采用一键多 义功能设计，按键键入指令操作，简单快捷。主程序、定时中断程序、串行中断 程序采用模块化设计，用C语言编程，在规划的系统软件支持下，使仪器具有测 量、数据存储、査询、下载、远传、远程管理等功能，实现高性能智能化。4具体地说，智能数字化电位比电阻测量仪包括恒流源，被测电阻，标准电阻， 第一、二信号放大器，第一、二模/数转换器，第一、二单片机，显示器，功能 键，Rs-232接口和USB接口；被测电阻和标准电阻串联后接入恒流源；第一信号放大器和被测电阻并联，第一信号放大器、第一模/数转换器和第一单片机依次连接，第一单片机分别与显示器、功能键连接；第二信号放大器和标准电阻并联，第二信号放大器、第二模/数转换器和第二单片机依次连接，第二单片机分别与Rs-232接口、 USB接口连接。 第一单片机和第二单片机相互连接。本专利技术具有下列优点和积极效果 ① 智能数字化电位比电阻测量仪及其方法，代表了电阻测试仪的发展方向。 选择不同位数的ADC可以开发出不同测量范围、分辨力和准确度等级的产品，全 面满足电阻测量和计量领域的技术要求。② 仪器结构简单、技术含量高、功能强大，具有很高的性能价格比，是市场 需要的理想的更新换代产品。可广泛应用于省、部、行业、企业各级计量、质检实验室，产生较好的经济效益。③ 利用单片机及电子元器件资源，改变了传统和一般电阻测量仪的原理和结构，节省了大量的银、铜、磁性材料等贵重金属材料，节省了资源、能源，有利 于环境保护。广泛应用于计量、质检领域。附图说明图l是本专利技术的结构框图2. 1是本专利技术的主程序流程图2. 2是本专利技术的定时中断程序流程图2. 3是本专利技术的串行中断子程序流程图。其中A—恒流源； I一测试电流；Rx、 Rs—被测、标准电阻； Ux、 Us—第一、二模拟电位； Bl、 B2—第一、二信号放大器； ADC1、 ADC2—第一、二模/数转换器； CPU1、 CPU2—第一、二单片机；X—显不器； G—功能键； J—Rs-232接口； Z—USB接口。具体实施例方式下面结合附图和实施例详细说明 一、智能数字化电位比电阻测量仪1、 结构智能数字化电位比电阻测量仪包括恒流源A，被测、标准电阻Rx、 Rs，第一、 二信号放大器B1、 B2，第一、二模/数转换器ADCl、 ADC2，第一、二单片机CPU1、 CPU2，显示器X，功能键G， Rs-232接口 J和USB接口 Z;被测电阻Rx和标准电阻Rs串联后接入恒流源A;第一信号放大器Bl和被测电阻Rx并联，第一信号放大器B1、第一模/数转 换器ADC1和第一单片机CPU1依次连接，第一单片机CPU1分别与显示器X、功 能键G连接；第二信号放大器B2和标准电阻Rs并联，第二信号放大器B2、第二模/数转 换器ADC2和第二单片机CPU2依次连接，第二单片机CPU2分别与Rs-232接口 J、 USB接口 Z连接；第一单片机CPUl和第二单片机CPU2相互连接。2、 功能块 *恒流源A恒流源A是一种提供测试电流I (0-100A)的电流源。 *被测电阻Rx、标准电阻Rs标准电阻Rs是一种专用的、电阻值已知的由国家计量部门提供的电阻器。 *第一、二信号放大器B1、 B2第一、二信号放大器B1、 B2是一种常用的模拟信号放大器。 *第一、二模/数转换器ADCl、 ADC2第一、二模/数转换器ADCl、 ADC2是一种高位数模拟/数字信号转换器。 *第一、二单片机CPU1、 CPU2第一、二单片机CPU1、 CPU2是一种44脚的高性能专用单片机。 *显示器X显示器X为常用器件，是中文字符的点阵LCD显示器，显示测量结果。 *功能键G功能键G为常用器件，键入指令。* Rs-232接口 JRs-232接口 J为常用器件，是串行通信电平转换电路接口。* USB接口 Z;USB接口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能数字化电位比电阻测量仪，其特征在于：　包括恒流源（Ａ），被测、标准电阻（Ｒｘ、Ｒｓ），第一、二信号放大器（Ｂ１、Ｂ２），第一、二模／数转换器（ＡＤＣ１、ＡＤＣ２），第一、二单片机（ＣＰＵ１、ＣＰＵ２），显示器（Ｘ），功能键（Ｇ ），Ｒｓ－２３２接口（Ｊ）和ＵＳＢ接口（Ｚ）；　被测电阻（Ｒｘ）和标准电阻（Ｒｓ）串联后接入恒流源（Ａ）；　第一信号放大器（Ｂ１）和被测电阻（Ｒｘ）并联，第一信号放大器（Ｂ１）、第一模／数转换器（ＡＤＣ１）和第一单片机（ＣＰＵ１ ）依次连接，第一单片机（ＣＰＵ１）分别与显示器（Ｘ）、功能键（Ｇ）连接；　第二信号放大器（Ｂ２）和标准电阻（Ｒｓ）并联，第二信号放大器（Ｂ２）、第二模／数转换器（ＡＤＣ２）和第二单片机（ＣＰＵ２）依次连接，第二单片机（ＣＰＵ２）分别与 Ｒｓ－２３２接口（Ｊ）、ＵＳＢ接口（Ｚ）连接；　第一单片机（ＣＰＵ１）和第二单片机（ＣＰＵ２）相互连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹作群，郑汉鹏，曹辉，肖红清，曾鉴三，陈俊，
申请(专利权)人：武汉市佳信现代仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]