本发明专利技术涉及一种电阻电容测量方法及其装置，包括多路串联阻容模块，多路串联阻容选择模块，阻容-周期转换模块和N周期时间检测模块，其特征在于：所述多路串联阻容模块将待检测的电阻或电容与对应的已确定的电容或电阻串联；所述多路串联阻容选择模块将选择多路串联阻容模块中待检测线路；阻容-周期转换模块将选定线路的阻容值转换成周期与此阻容值相应的连续脉冲并实现对多路串联阻容模块进行供电或电容充放电控制；N周期时间检测模块用以检测阻容-周期转换模块输出的连续脉冲N个周期的时间。本发明专利技术电路极其简单，成本低廉，应用范围广，相对于频率转换型电路，采样时间可以缩短1～2个数量级。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电阻电容测量方法及其装置，应用于工业控制、仪器仪表领域，尤其工业过程控制的电阻式或电容式变送器。
技术介绍
电阻式或电容式变送器在工业过程控制领域有着广泛的应用，近些年随着微处理器和单片机(MCU)技术的发展，智能化变送器逐渐成为主流。这样，MCU的前端测量电路需要将检测结果数字化后，才能由MCU进行后续的进一步处理。电阻式变送器的前端测量电路就是电阻检测和数字化电路，常用单臂电桥、双臂电桥和四臂全桥，或恒流驱动，或电阻偏置等，输出相应的电压变化；经过放大电路放大； 再通过ADC数字化后送MCU处理。通常都需要放大电路和昂贵的12 16位ADC，电路较复杂，成本较高。电容式变送器的前端测量电路就是电容检测和数字化电路，常见的有以下几种 1、采用容抗-电压转换电路，电容作为阻抗元件，在交流电源激励下，通过容抗-电压转换电路和ADC数字化后送MCU处理。需要复杂的交流电源、容抗-电压转换电路和昂贵的12 16位ADC,电路很复杂，成本很高。2、采用电容-电压转换电路，例如CAV424电容式信号转换比例电压输出接口集成电路，再通过ADC数字化后送MCU处理。需要昂贵的CAV4M和12 16位ADC，电路较复杂，成本很高。3、采用电容-频率转换电路，例如CM0S型555集成电路组成RC多谐振荡器电路， 将电容的变化转换成相应的频率变化。用MCU内部的定时器和计数器测量频率，实现对电容的数字化测量，电路较复杂，成本较高。由于555时基电路并非为精密测量而设计，固有的缺陷导致抗干扰较差，测量精度较低。因为二线制4 20mA对整机耗电电流的限制，双极型555功耗较大(电源电压5V 时，电流3 6mA)；以及输出并非满幅，且输出电平的温度系数大；因此只能选用CMOS型的 555集成电路，例如LMC555。图1是LMC555的内部原理图，3个电阻R(IOOkQ)形成的2个分压点，是2个比较器的基准电压。在几种典型的555多谐振荡器应用电路中，电源纹波导致的在这2个分压点的纹波或其它电磁干扰，会影响充电-放电或放电-充电的翻转时刻。这2个分压点内阻较高，也是振荡周期对电磁干扰的敏感点。上分压点有外部引出脚(Pin5)，可外接滤波电容滤除纹波或干扰，下分压点没有引出脚，无法解决此问题。实验发现，在上分压点已外接滤波电容的情况下，在普通办公室的电磁环境中，人体感应出的电磁干扰，用手指靠近或接触芯片的塑封部分(未触及芯片引脚)，就会导致振荡周期大约0. 2% 0. 5%的抖动。 相对0. 1%的整机精度要求，已经形成严重干扰。无论是哪种电容-频率转换电路，由于频率是单位时间的脉冲数，若希望整机达到0.1%的精度，理论上采样分辨率至少为1/1000，也就是单位时间要计数1000个脉冲。因为，整机精度受到很多相关部件、元件和器件的精度、线性度、温漂和时漂等多方面因素的影响，通常采样分辨率要比整机精度提高大约4倍，留下3/4左右的余量来承受其它不利因素对整机精度的影响而不至于超标。因此，在实际应用中，在量程某个极限的时候，最小采样分辨率通常要达到1/3000 1/6000，也就是单位时间需要计数3000 6000个脉冲。这会导致采样时间比较长，进而劣化整机的死区时间(Dead Time)和刷新率(Update Rate) 指标。有一种电容式差压传感器有2个传感电容CL和CH，并且内置了温敏电阻RT用于检测传感器的温度进行压力测量的温度补偿。这就需要同时测量CL、CH和RT，通常需要电容测量电路和电阻测量电路，电路就更加复杂。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于提供一种电阻电容测量方法，以解决现有技术中变送器前端测量电路存在的电路复杂、成本高，或者抗干扰差、精度低，或者采样时间长、实时性差， 或者对同时存在电阻和电容的混合式传感器不能简单地一起进行测量的问题，本专利技术的另一目的在于提供一种电阻电容测量装置，该装置有利于实现上述方法简单化测量。本专利技术的首要特征在于一种电阻电容测量方法，包括多路串联阻容模块，多路串联阻容选择模块，阻容_周期转换模块和N周期时间检测模块，其特征在于所述多路串联阻容模块将待检测的电阻或电容与对应的已确定的电容或电阻串联；所述多路串联阻容选择模块将选择多路串联阻容模块中待检测线路；阻容_周期转换模块将选定线路的阻容值转换成周期与此阻容值相应的连续脉冲并实现对多路串联阻容模块进行供电或电容充放电控制；N周期时间检测模块用以检测阻容_周期转换模块输出的连续脉冲N个周期的时间，按如下步骤进行测量a.将需测量的多路的电阻或电容与已确定的电容或电阻分别串联并构成多路串联阻容模块，并将所有电容的非串联端接地，所有电阻的非串联端与阻容-周期转换模块的输出供电或电容充放电控制端相连；b.将各路电阻与电容的串联点接入到多路串联阻容选择模块中，通过分时切换实现对多路串联阻容模块中需检测线路的选择，并实现对该线路阻容值的输出；c.将选中的需检测线路接入到阻容-周期转换模块中，使需检测线路中输出的阻容值经阻容_周期转换模块转换成周期与此阻容值相应的连续脉冲；d.将由阻容_周期转换模块输出的连续脉冲信号输入到N周期时间检测模块中，由 N周期时间检测模块检测出N个周期的连续脉冲经历的时间，并将该时间保存在存储单元中，以待后期对该时间的处理。本专利技术的另一特征在于一种电阻电容测量装置，包括多路串联阻容模块，多路串联阻容选择模块，阻容_周期转换模块和N周期时间检测模块，其特征在于所述多路串联阻容模块的串联连接点作为多路输出端与多路串联阻容选择模块的输入端一一对应相连， 其中所有电容非串联端接地，所有电阻非串联端与阻容-周期转换模块的输出端相连；多路串联阻容选择模块的输入端与多路串联阻容模块串联阻容的串联连接点一一对应相连， 多路串联阻容选择模块的输出端与阻容_周期转换模块的输入端相连；阻容_周期转换模4块的输入端与多路串联阻容选择模块的输出端相连，阻容-周期转换模块的输出端与多路串联阻容模块串联阻容的所有电阻的非串联端和N周期时间检测模块的输入端相连；N周期时间检测模块的输入端与阻容-周期转换模块的输出端相连，N周期时间检测模块的输出端与存储单元相连。本专利技术的优点本专利技术主要具有以下优点1、电路极其简单，成本低廉。请参考图3，本专利技术的一种实施方案，除了与电阻式或电容式传感器配套的电容或电阻组成的4路串联阻容模块以外，只需要1颗PIC单片机就能实现电阻电容测量电路其余部分的功能。例如电容式差压传感器只要2个电阻和1颗PIC 单片机就能实现对压力的测量。2、应用范围广，能适用于电阻式传感器、电容式传感器以及同时具有电阻式和电容式的混合型传感器。3、N的值可以在MCU控制下灵活调整。能够自动适应传感器的离散性，减少产品电路部分的型号或款式；能够在一些先天相互矛盾的性能指标上寻求需要的最佳平衡点， 例如实时性和精度。4、相对于频率转换型电路，采样时间可以缩短1 2个数量级。电阻式传感器主要分为应变式电阻传感器(金属、半导体)和电位计(器)式电阻传感器以及热敏式电阻传感器、光敏式电阻传感器、磁敏式电阻传感器、气敏式电阻传感器、湿敏式电阻传感器等；应变式电阻传感器是目前最广泛用于测量力、压力、位移、应变、 扭矩、加速度、重量等参数的传本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种电阻电容测量方法，包括多路串联阻容模块，多路串联阻容选择模块，阻容－周期转换模块和Ｎ周期时间检测模块，其特征在于：所述多路串联阻容模块将待检测的电阻或电容与对应的已确定的电容或电阻串联；所述多路串联阻容选择模块将选择多路串联阻容模块中待检测线路；阻容－周期转换模块将选定线路的阻容值转换成周期与此阻容值相应的连续脉冲并实现对多路串联阻容模块进行供电或电容充放电控制；Ｎ周期时间检测模块用以检测阻容－周期转换模块输出的连续脉冲Ｎ个周期的时间，按如下步骤进行测量：ａ．将需测量的多路的电阻或电容与已确定的电容或电阻分别串联并构成多路串联阻容模块，并将所有电容的非串联端接地，所有电阻的非串联端与阻容－周期转换模块的输出供电或电容充放电控制端相连；ｂ．将各路电阻与电容的串联点接入到多路串联阻容选择模块中，通过分时切换实现对多路串联阻容模块中需检测线路的选择，并实现对该线路阻容值的输出；ｃ． 将选中的需检测线路接入到阻容－周期转换模块中，使需检测线路中输出的阻容值经阻容－周期转换模块转换成周期与此阻容值相应的连续脉冲；ｄ． 将由阻容－周期转换模块输出的连续脉冲信号输入到Ｎ周期时间检测模块中，由Ｎ周期时间检测模块检测出Ｎ个周期的连续脉冲经历的时间，并将该时间保存在存储单元中，以待后期对该时间的处理。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑军，
申请(专利权)人：郑军，
类型：发明
国别省市：35
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