電阻測量裝置製造方法
2023-09-23 21:08:00 1
電阻測量裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及電阻測量【技術領域】，具體而言，涉及電阻測量裝置。電阻測量裝置，包括：信號採集電路及單片機；所述信號採集電路用於將檢測得到的電阻的參數轉換為電壓模擬信號，並將所述電壓模擬信號輸入到所述單片機；所述單片機測量所述電壓模擬信號的電壓值，並根據所述電壓值確定所述電阻的阻值。本實用新型實施例的電阻測量裝置可以實現測量精度高、易於實現自動化測量，而且單片機構成的應用系統有較大的可靠性、系統擴展、系統配置靈活，克服了現有技術中的電阻測量裝置系統結構比較複雜的技術問題，因此本實用新型實施例的電阻測量裝置更能滿足用戶電阻測量的實際需求。
【專利說明】電阻測量裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電阻測量【技術領域】，具體而言，涉及電阻測量裝置。
【背景技術】
[0002]電阻測量設計目前有多種方案可以實現，例如:使用可編程邏輯控制器(PLC)、振蕩電路與單片機結合或CPLD與EDA相結合等等來實現。
[0003]相關技術中提供了多種實現方案:
[0004]方案一:利用純模擬電路。
[0005]利用模擬電路，電阻可用比例運算器法和積分運算器法，電容可用恆流法和比較法，電感可用時間常數發和同步分離法等，雖然避免了編程的麻煩，但電路複雜，所用器件較多，靈活性差，測量精度低，現在已較少使用。
[0006]方案二:CPLD、FPGA。
[0007]採取目前廣泛應用的VHDL硬體電路描述語言，利用MAXPLUSII集成開發環境進行綜合、仿真，並下載到CPLD或FPGA可編程邏輯器件中，完成系統的控制作用，但相對而言規模大，結構複雜，掌握困難。
[0008]方案三:採用CPLD或FPGA實現
[0009]此方案則採用廣泛應用的VHDL硬體電路描述語言，實現電阻，電容，電感測試儀的設計，利用MAXPLUSII集成開發環境進行綜合、仿真，並下載到CPLD或FPGA可編程邏輯器件中，完成系統的控制作用。但相對而言設計規模大，系統結構複雜。
[0010]由此得出，現有技術中的電阻測量裝置系統結構比較複雜，不能滿足用戶電阻測量的實際需求。
實用新型內容
[0011]為了達到上述目的，本實用新型提出了電阻測量裝置。
[0012]根據本實用新型的一個方面，提供了電阻測量裝置，包括:信號採集電路及單片機；所述信號採集電路用於將檢測得到的電阻的參數轉換為電壓模擬信號，並將所述電壓模擬信號輸入到所述單片機；所述單片機測量所述電壓模擬信號的電壓值，並根據所述電壓值確定所述電阻的阻值。
[0013]優選地，所述電阻測量裝置還包括:液晶顯示器，用於接收所述單片機發送的所述電阻的阻值，並進行顯示。
[0014]優選地，所述的裝置還包括:擋位選擇電路；
[0015]所述擋位選擇電路與所述單片機連接，用於確定所述電阻的阻值時選擇測量擋位。
[0016]優選地，所述單片機為型號是AT89S51的單片機。
[0017]優選地，所述信號採集電路中包括型號為TLC2543的模數轉換晶片。
[0018]優選地，型號為TLC2543的所述模數轉換晶片的CLOCK引腳、DI引腳、DO引腳及CS引腳，分別與所述單片機的Pl.0引腳、Pl.1引腳、Pl.2引腳及Pl.3引腳一一對應連接。
[0019]優選地，所述液晶顯示器為型號是1602IXD的液晶顯示器。
[0020]本實用新型實施例的電阻測量裝置基於伏安法與單片機的結合方式對電阻進行測量。具體地，利用基於伏安法電阻測量方法，將電阻參數轉化為電壓模擬信號，此模擬量由信號採集電路轉換為數字量。這樣由單片機處理數字量，可以實現測量精度高、易於實現自動化測量，而且單片機構成的應用系統有較大的可靠性、系統擴展、系統配置靈活，克服了現有技術中的電阻測量裝置系統結構比較複雜的技術問題，因此本實用新型實施例的電阻測量裝置更能滿足用戶電阻測量的實際需求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1示出了本實用新型實施例中電阻測量裝置的結構示意圖；
[0023]圖2示出了本實用新型實施例中主控模塊的電路圖；
[0024]圖3示出了本實用新型實施例中信號採集電路的電路圖；
[0025]圖4示出了本實用新型實施例中擋位選擇電路的電路圖；
[0026]圖5示出了本實用新型實施例中液晶顯示器的電路圖。
【具體實施方式】
[0027]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0028]相關技術中的電阻測量方法存在缺陷，本申請的電阻測量裝置基於伏安法與單片機的結合方式對電阻進行測量。
[0029]具體地，利用基於伏安法電阻測量方法，將電阻參數轉化為電壓模擬信號，此模擬量可以由高精度AD轉換晶片轉換為數字量。這樣由單片機處理數字量，可以實現測量精度高、易於實現自動化測量，而且單片機構成的應用系統有較大的可靠性、系統擴展、系統配置靈活，容易構成各種規模的系統。
[0030]本實施例中提供了一種電阻測量裝置，提供了電阻測量裝置，如圖1所示，包括:信號採集電路11及單片機12 ;信號採集電路11用於將檢測得到的電阻的參數轉換為電壓模擬信號，並將電壓模擬信號輸入到單片機12 ;單片機12測量電壓模擬信號的電壓值，並根據電壓值確定電阻的阻值。
[0031]為便於用戶查看電阻值測量的結果，在電阻測量裝置中還包括:液晶顯示器，用於接收單片機12發送的電阻的阻值，並進行顯示。
[0032]優選地，在電阻測量裝置中還包括:擋位選擇電路；擋位選擇電路與單片機12連接，用於確定電阻的阻值時選擇測量擋位，測量電阻阻值時，通過合理選擇測量的擋位，有利於電阻測量值更加精確。
[0033]本實用新型實施例中所採用的單片機可以有多種型號選擇，為便於裝置組成的輕便性，系統的可靠性，數據處理的有效性，優選地電阻測量裝置中的單片機為型號是AT89S51的單片機。
[0034]在本實用新型的電阻測量裝置中，信號採集電路的一個重要作用是將模擬電壓信號轉換為數位訊號，因此在信號採集電路中包括模數轉換晶片，考慮模數轉換的精確有效性，優選地信號採集電路中包括型號為TLC2543的模數轉換晶片。
[0035]具體地，型號為TLC2543的模數轉換晶片的CLOCK引腳、DI引腳、DO引腳及CS引腳，分別與單片機的Pl.0引腳、Pl.1引腳、Pl.2引腳及Pl.3引腳一一對應連接。
[0036]本實用新型實施例中，液晶顯示器為型號是1602IXD的液晶顯示器。
[0037]下面結合實施例進行說明。
[0038]本實施例提供了一種電阻檢測裝置，包括:主控模塊、測量模塊、擋位選擇模塊、液晶顯示，本實施例中選擇AT89S51單片機為控制核心，由電源、擋位切換電路、信號採集及轉換電路、顯示電路和按鍵電路等部分組成，下面對該裝置進行詳細描述。
[0039]在本實施例中的主控模塊，如圖2所示，可以選用AT89S51。
[0040]需要說明的是，AT89S51是一種低功耗、高性能CM0S8位微控制器，具有8K在系統可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術製造，與工業80C52產品指令和引腳可以實現完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統可編程。在單晶片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程Flash，使得AT89S51在眾多嵌入式控制應用系統中得到廣泛應用。
[0041]本裝置採用AT89S51單片機作為中央處理器，其可以在測量過程中將採集到的數據進行處理後自動切換量程，同時將相關數據送到液晶顯示單元動態顯示。
[0042]需要說明的是，本實施例中的主控模塊以AT89S51為例進行說明，在實際中，也可以採用嵌入式ARM中的44B0作為主控模塊。
[0043]本實施例中的測量模塊，如圖3所示，其信號採集電路可以選用TLC2543。
[0044]TLC2543是TI公司的12位串行模數轉換器，使用開關電容逐次逼近技術完成A/D轉換過程。由於是串行輸入結構，能夠節省51系列單片機I/O資源；且價格適中，解析度較高，因此本實施例採用了該A/D轉換晶片。
[0045]需要說明的是，TLC2543具有4線制度串行接口，分別為片選(CS)，串行時鐘輸入端(CLOCK)，串行數據輸入端(DATA IN)和串行數據輸出端(DATA OUT)。
[0046]優選地，本實施例中使用的51單片機，沒有SPI接口，本實施例可以用軟體功能實現SPI接口。採用延時方式進行採集，所以省去了 EOC電路的接法。電路中的電阻R3、R4組成分壓電路給晶片提供參考電壓。輸入信號從INO引腳接入。TLC2543的CL0CK、D1、D0、CS分別與單片機的Pl.0、Pl.1、Pl.2、Pl.3相連，並用軟體控制實現。
[0047]本實施例中的擋位選擇模塊可以採用程序控制法。
[0048]優選地，本實施例中的擋位選擇電路是利用四路測試電路的通斷實現的。
[0049]如圖4所示，AD1-AD4接AD採樣模塊，通過程序實現的Q1-Q4由單片機直接接通不同的電平信號，四路通路中接入100 Ω、Ik Ω、IOOk Ω、IOM Ω的高精密電阻作為基準電阻，當待測電阻接入時，程序中採用輪詢法給予電平信號，Q1-Q4分別給「0111」電平，通路I導通，通路2、3、4截止，100Ω基準電阻接入電路，此時ADl 口採集的信號為基準電阻和待測電阻的電壓值之和，AD2-4 口採集的信號為待測電阻的電壓值，兩信號之差即為基準電阻電壓，此時程序判斷，如果待測電阻上的電壓值低於ADl 口採集電壓值的一半，則滿足量程，程序利用分壓公式計算出待測電阻阻值並顯示，如果待測電阻上的電壓值不低於ADl 口採集電壓值的一半，即為超量程，自動進入下一循環，在下一循環中，Q1-Q4分別給「1011」電平，通路1、3、4截止，通路2導通，IkQ基準電阻接入電路，按照上述過程重新進行判斷。
[0050]如圖5所示，本實施例中的液晶顯示器可以採用1602IXD液晶。1602液晶由單片機的PO 口送數據，由於單片機的PO 口是一組8位漏極開路型雙向I/O 口，PO 口做輸出口時，內部數據經過鎖存器送到POO—P07上。由於上管始終截止，而當下管也截止時，POO—P07被架空，沒有標準的高電平，所以PO 口作輸出口使用時，可以外接上拉電阻。因此圖4中的JP3為上拉電阻。電路中Y1、Cl和C2是時鐘電路，另外，由C3和R2組成單片機的上電復位電路；S1、Rl和R2組成單片機的按鍵復位電路。
[0051]通過上述裝置檢測電阻的過程如下:單片機接收到數位訊號後，首先判斷是否有待測電阻接入，如果判斷出沒有待測電阻接入時單片機處於等待狀態。若有待測電阻接入則用電阻分壓法判斷是否在1/2VCC範圍內，若在1/2VCC範圍內則單片機將計算結果送入液晶進行顯示，若不在1/2VCC範圍內，則切換到下一量程再次判斷直到滿足條件為止。
[0052]具體地，首先，測量程序，單片機控制測量程序不僅擔負著量程的識別與轉換，而且還負責數據的修正和傳輸；因此主控制器的工作狀態直接決定著整個測量系統能否正常工作，所以控制測量程序對整個測量來說至關重要；
[0053]其次，按鍵處理程序，根據按鍵的狀態做相應的功能設置； [0054]再次，電阻計算程序，單片機根據A/D轉換得到的電壓值計算出電阻值。
[0055]最後，液晶模塊顯示程序。
[0056]下面通過實際的測量結果來說明，如表1所示，本測試所用到的儀器:穩壓電源，高精度數字毫伏表，模擬示波器，數字示波器，高精度的數字萬用表，指針式萬用表，單片機綜合試驗箱等。
[0057]表1測試結果(單位/V)
[0058]
【權利要求】
1.電阻測量裝置，其特徵在於，包括:信號採集電路、液晶顯示器、擋位選擇電路及單片機； 所述信號採集電路用於將檢測得到的電阻的參數轉換為電壓模擬信號，並將所述電壓模擬信號輸入到所述單片機； 所述單片機測量所述電壓模擬信號的電壓值，並根據所述電壓值確定所述電阻的阻值； 所述擋位選擇電路與所述單片機連接，用於確定所述電阻的阻值時選擇測量擋位； 所述液晶顯示器，用於接收所述單片機發送的所述電阻的阻值，並進行顯示； 所述單片機為型號是AT89S51的單片機，所述信號採集電路中包括型號為TLC2543的模數轉換晶片；型號為TLC2543的所述模數轉換晶片的CLOCK引腳、DI引腳、DO引腳及CS引腳，分別與所述單片機的Pl.0引腳、Pl.1引腳、Pl.2引腳及Pl.3引腳一一對應連接。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述液晶顯示器為型號是1602LCD的液晶顯示器。
【文檔編號】G01R27/14GK203772962SQ201420049217
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年1月24日 優先權日:2014年1月24日
【發明者】程俊紅, 郝敏釵, 梁娜 申請人:程俊紅