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发现就外壳是俄罗斯人自己制造的

作者:admin 发布时间:2019-03-08 20:51

  本文给出了一种以STC89C54RD 为控制核心的高精度自动电阻测试仪的设计,系统量程为10Ω 到10MΩ,具有自动切换量程和自动筛选的功能。采用恒流测压以及恒压测流相结合的方法,同时采用高精度运放OP07 及精密电阻确保测试电路测量的精度。为了避免高阻测试时的工频干扰,采用12 位的高速AD574 进行模数转换,既保证测量速度又达到了数字滤波的效果。

  电子行业发展迅速,作为最基本的电路元件之一的电阻,在电子系统中的需求量不断加大。在电子仪表中,需要精密的电阻来提高仪表的精度,对于普通的电子仪表的公司而言,需要既快捷又能保证精度的电阻测试仪,在电子电路的设计中,往往需要便捷的测出电阻值的阻值,因此,设计一个不仅安全性和可靠性高,而且简易实用的高精度电阻测量仪具有很大的现实意义。利用单片机作为控制核心的智能仪器仪表应用广泛,其具有可靠性高、功耗低、体积小等优点,使得测量仪表更加数字化、智能化和微型化。

  本系统由单片机STC89C54RD 控制,将被测电阻通过测量电路,将电阻的变化转变为电压和电流的变化送给模数转换器进行A/D 转换,并将得到的数字信号送给单片机,通过软件设计能够实现电阻阻值的判断测量,最后通过显示电路将被测电阻显示出来,同时通过软件设计能够实现自动筛选的功能,系统框图如图1 所示。

  采用OP07 构成的双运放恒流源电路,利用流过被测电阻Rx的电流恒定,则通过测量Rx 两端的电压值来算出Rx 的电阻值,在测量小电阻(100-100kΩ)时可以有很高的精度。

  采用恒流源测电压的方法测大电阻(100k-10MΩ)时流过电阻的电流很小,输出电压较小,A/D 难以对其采样转换,同时存在较大的误差,所以这种加压测电流的方法在测大电阻时是行不通的。因此采用恒压源测电流的方法,其设计电路图如图2 所示。

  整个系统的测量精度的提高以及测量速度的提升,还取决于模数转换电路,模数转换芯片AD574 是一种经典的12 位高速逐次比较型A/D,内置双极性转换电路构成的混合集成芯片,具外接元件少,功耗低,精度高,具有自动校零和自动极性转换功能,只需外接少量的阻容元件即可构成一个完整的A/D 转换电路。

  AD574 的非线LSB,最大转换时间为35us,适合于转换速率小于30kB/s 的应用领域。AD574 的输入控制信号有CE,CS,R/C,A0,及12/8,控制信号与其对应的工作状态如表1所示,其与单片机的接口电路如图3 所示。

  本电路中STC89C54RD 单片机控制继电器的通断,实现测量电阻电路的档位切换。被测电阻所测的电压送到A/D 转换器AD574(数据经过转换,电压和电阻的值相等)A/D 转换后的数据送到单片机中进行处理,最后进行显示,其流程图如图4 所示。自动筛选程序首先判断单片机是否有键按下,当有键按下时,进入筛选,否则进入测量电路,采集A/D 模块输出的数值量,进行处理,并将处理数值显示。

  (1)设置四档量程,但在同一量程中,去AD 的电压范围也在满幅度到1/10 满幅度之间,采用12 位AD 转换时,在1/10 满幅度(1V)以下时,精度不够,现采用AD 过采样的方法提高精度,每次测试时,进行多次AD 转换(200 次)后取平均值;

  (2)高阻测试时,工频干扰将影响测量,采用在一个工频正弦周期里进行多次(200 次)AD 转换,可以使数字滤波的效果最佳;

  (3)低阻测试时,导线电阻及继电器和探头的接触电阻不可忽视,在测试时采用“四线制”,消去了相应的误差;

  (4)工艺要求,为了保证电阻测试仪的高精度,在工艺上的要求也至关重要,首先电源必须经过去耦滤波,地线尽量保证足够的线粗,并尽可能短;其次运放的电阻选择必须要注意“配对”,即需要从大量的电阻中进行筛选;再次,量程电阻要采用千分之一以上的精密电阻,最后运放须选择高精度运放OP07.

  通过STC89C54RD 单片机对继电器的通断的控制进行对测量电阻的量程切换,小电阻采用双高精密运放OP07 组成恒流源测量电压,大电阻的测量是通过恒压源测量电流来实现,将测到的电压或电流送入到12 位串行AD574 电路,实现模拟量的采集,通过STC89C54RD 单片机以及键盘显示电路实现了整个电路的控制。整个电路的硬件结构简练,输出的电压稳定。但整个系统偏重于软件设计,A/D 转换对不同量程的电阻输出电压的转换算法不同,A/D 转换的算法误差,是系统测试误差的主要来源。要不断调整A/D 转换的算法,从而不断提高测试精度。

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