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低電阻測量?jì)x按其測試電流的大小可分為兩類(lèi)：一類(lèi)測試電流較大，主要用于接插件、開(kāi)關(guān)、導體等產(chǎn)品的直流低電阻的測量；另一類(lèi)測試電流很�。ㄒ话銥�1 mA左右），用于電雷管、點(diǎn)火具或其他危險易爆場(chǎng)合的接插件、開(kāi)關(guān)等元器件的直流低電阻的測量。低電阻測量?jì)x對安全性能要求很高，必須增加多種保護電路；在PCB板設計布線(xiàn)時(shí)也要考慮安全性和可靠性。1989年至今，我們不斷改進(jìn)和完善電路設計，設計生產(chǎn)了4個(gè)型號的低電阻測量?jì)x，以下是最新的DZC-4?型智能低電阻測量?jì)x�！� 1 總體方案和技術(shù)指標 ? 如圖1所示，該儀器由5個(gè)部分組成：電源供應、精密恒流源、精密電壓放大器、A/D 轉換器、單片機控制器。????????? 其主要技術(shù)指標如下：? 測試范圍：0～20Ω0～200Ω0～2 k(三擋量程自動(dòng)切換)；? 最高分辨力：0.001 ； ? 測試電流：0.5 mA；? 測試精度：±（0.2%+2）；? 整機耗電：<30 mA �！� 2 硬件設計 ? (1)電源部分? 整機采用6節5號鎳氫電池供電（7.2 V）及通用DC/DC變換器，將電池電壓轉換成穩定的±5 V直流電壓。該部分還有電池電壓監測電路和充電電路，電池充滿(mǎn)電 可以供儀器連續使用約50小時(shí)。? (2)恒流源? 由精密基準電壓源和高性能運放組成，向被測電阻提供精確的測試電流。測試電流選為0.5mA。? 由于精密電流源部分是整個(gè)儀器安全性能的薄弱環(huán)節，必須考慮各種內部和外部的可能因 素對儀器造成的損壞，從而影響安全性能。主要采取了以下措施：? 限制電流利用結型場(chǎng)效應管的恒流特性限制測試電流ITEST大小，一般取IDSS≈2*ITEST。為增加可靠性，采用兩只場(chǎng)效應管串聯(lián) 。? 限制電壓采用穩壓二極管并聯(lián)于測試端限壓。? (3)精密放大器? 由斬波穩零運放做測試信號的同相放大，因為A/D轉換器的滿(mǎn)量程電壓為2 V，測試電流0.5mA，對應20，200，2K 三個(gè)量 程的同相放大倍數為200，20，2。在負反饋回路接入兩個(gè)由單片機控制的模擬電子開(kāi)關(guān)SW1 、SW2，用于3個(gè)量程不同放大倍數 的切換：當量程為20 偈�，SW1，SW2均關(guān)閉；為200 偈盨W1開(kāi)啟；2k 偈盨W1，SW2均開(kāi)啟。儀器校驗時(shí)應從低量程開(kāi)始，否則不能校準所有的量程。另外，Ri，R1，R2， R3應選用精密電 阻和精密電位器，使溫度的影響降至最低。? (4)A/D轉換器? 如圖2所示，采用4 1/2位的ICL7135芯片，接成滿(mǎn)量程為2 V的電壓表 的模式。ICL7135用5位BCD碼的形式向單片機提供數據，并提供過(guò)量程（OV）和欠量程（UN）信號給單片機用于量程自動(dòng)切換。ICL7135的時(shí)鐘頻率來(lái)自T5（CD4060）的Q5端，頻率為1.25 kHz，正好是工頻50Hz的整數倍，能提高儀器抗工頻干擾的能力。A/D轉換頻率約為：3.3次/s。T5的COUT端還提供4MHz的時(shí)鐘頻率給單片機。? (5)單片機控制器? 此部分的功能有：數據采集、處理、顯示、量程切換、電壓監控等。本機顯示模塊有兩片74LS164分別用于LED數碼管的位驅動(dòng)和段驅動(dòng)，共有5位數碼顯示， 如圖2所示。? 單片機T2的25腳用于關(guān)閉顯示模塊的顯示，以免數碼管在數據傳輸過(guò)程中顯示亂碼。T2的 24腳是電池欠壓檢測輸入，T2的23、22腳控制精密放大器的模擬電子開(kāi)關(guān)，產(chǎn)生需要的放大倍數。 3 軟件設計 ? 本儀器最大特點(diǎn)是用軟件實(shí)現自動(dòng)調零和量程轉換，省去故障率較高的電位器和量程切換 開(kāi)關(guān)。軟件調零的方法是：開(kāi)機后單片機進(jìn)行自檢，如果系統工作正常就讀取A/D轉換的結果。當連續讀取5個(gè)A/D轉換結果后，判斷它們是否都小于0.2Ω,否則，就認為操作者沒(méi)有 將測試棒可靠短路，儀器繼續顯示調零提示符。如果連續5個(gè)值都小于0.2Ω,這時(shí)就找出其中最小值作為初始值，以后每次的測量結果都要減去初始值。? 根據A/D轉換芯片ICL7135的過(guò)量程和欠量程信號，由單片機自動(dòng)進(jìn)行量程切換。量程切換 要 完成3項工作：首先是切換精密放大器的放大倍率，再是調整初值的有效位數，最后是調整小數點(diǎn)的位置。? PIC16C57單片機沒(méi)有中斷功能，采用查詢(xún)的方法與A/D轉換器通訊，利用A/D轉換的間隙顯示數據。? PIC單片機與顯示模塊中的74LS164采用串行數據通訊，每次只顯示1位數據，為防止顯示發(fā)生閃爍，刷新率應大于30Hz 。? 程序流程如圖3所示�！� 4 結語(yǔ) ? 儀器與被測電阻采用4線(xiàn)制接線(xiàn)法，能消除接插件電阻的影響。此外，由于儀器分辨力很高，所以要求測試夾具進(jìn)行鍍銀處理，這一點(diǎn)很重要，否則會(huì )造成測試結果漂移不定。? 儀器批量生產(chǎn)的測試結果表明：儀器的技術(shù)指標達到設計要求，能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)、科研的需要。如果儀器稍加改進(jìn)，可以當作高靈敏的直流電壓表和電流表使用。 |
