防爆電阻測量儀的製作方法

2023-11-05 18:55:37

專利名稱：防爆電阻測量儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電阻測量儀，具體涉及一種防爆電阻測量儀。
技術背景在現代工業生產、科研開發、教學及生活中電阻的測量普遍存在，有著重要的作用。直流電阻測量依據的基本原理是歐姆定律，常用方法是四線測量法，即採用恆定 電流激勵被測電阻，同時測量電阻兩端的電壓值，經計算得到被測電阻的阻值，對於小電阻 測量現在普遍採用大激勵電流，以增大電阻兩端的電壓降，提高信噪比從而提高測量精度， 但是，對於一些特殊的應用場合則不能適用，如雷管的電阻測量，它的電阻比較小，且對激 勵電流有嚴格的限制，大的激勵電流將引起爆炸，因此，必須採用小激勵電流，在小信號情 況下進行精密測量，並且必須有可靠的安全保護措施。
發明內容本實用新型的目的是針對諸如雷管等對測試激勵電流有較嚴格限制、電阻較小、 嚴格防爆的對象，提供一種防爆電阻測量儀。上述的目的通過以下的技術方案實現防爆電阻測量儀，其組成包括激勵和取樣單元，所述的激勵和取樣單元連接測量 主板，所述的測量主板連接輔助電源模塊以及鍵盤及數碼顯示單元。所述的防爆電阻測量儀，所述的測量主板包括與所述的激勵和取樣單元連接的保 護單元、恆流源單元、四線電阻測量單元，所述的恆流源單元連接電源基準單元，所述的四 線電阻測量單元連接微控制器單元，所述的微控制器單元連接溫度測量單元及所述的鍵盤 及數碼顯示單元。本實用新型的有益效果1.本實用新型可以實現安全防爆和小電流激勵情況下的小電阻的高準確測量， 用於測量的恆流源採用鏡像電流源加模擬閉環控制原理設計，實現了高穩定性的恆流輸出 和自適應的負載調解，可消除負載變化的影響；電阻測量單元採用四端測量法，保證了測量 準確度；儀器採用雙重保護措施，保護單元包括過電流保護和尖脈衝保護，可保證流過被測 元件的最大電流留有很大的安全裕度，並能有效抑制尖峰電流流過被測元件，可確保使用 的安全性，並在設計上充分考慮由於個別元器件提前失效所能造成的各種故障情況，進一 步確保了產品的可靠性和安全性；儀器具有自動溫度補償功能，溫度測量單元對儀器使用 的環境溫度進行測量，根據溫度測量結果，對測量進行補償，確保在寬溫度範圍內儀器的精 度；儀器具有自動校準功能，當更換測量表筆或溫度變化時，可自動對測量進行補償，確保 在更換附件情況下儀器的準確度。2.對於小電阻測量現在普遍採用大激勵電流，以增大電阻兩端的電壓降，提高信 噪比從而提高測量精度，但是，對於一些特殊的應用場合則不能適用，如雷管的電阻測量，它的電阻比較小，且對激勵電流有嚴格的限制，大的激勵電流將引起爆炸，因此，必須採用小激勵電流，在小信號情況下進行精密測量，並且必須有可靠的安全保護措施。本實用新型 採用小激勵電流的四線法測量電阻，即採用恆定電流激勵被測電阻，同時測量電阻兩端的 電壓值，經計算得到被測電阻的阻值，並由單片機實現數據處理、校準及溫度補償，這種測 量方法可以將測量線的阻值完全消除掉，能精確地反映出小電阻的阻值。

附圖1是本實用新型的面板示意圖。附圖2是本實用新型的原理框圖。附圖3是本實用新型的內部結構示意圖。附圖4是本實用新型微控制器單元的電路圖。附圖5是本實用新型鍵盤和數碼顯示單元的電路圖。附圖6是本實用新型電阻四線測量單元的電路圖。附圖7是本實用新型恆流源單元的電路圖。附圖8是本實用新型溫度測量單元的電路圖。附圖9是本實用新型輔助電源單元的電路圖。附圖10是本實用新型電壓基準單元的電路圖。附圖11是本實用新型激勵和取樣單元的電路圖。附圖12是本實用新型的總電路圖。
具體實施方式
實施例1 防爆電阻測量儀，其組成包括激勵和取樣單元、輔助電源模塊、測量主板、鍵盤和 數碼顯示單元，所述的測量主板與激勵和取樣單元相連，通過激勵和取樣單元對被測對象 施加激勵信號並對被測對象進行取樣，所述的激勵和取樣單元與測量主板中的恆流源及電 阻四線測量單元連接，所述的輔助電源模塊與測量主板連接，所述的測量主板與鍵盤及液 晶顯示單元連接。所述的防爆電阻測量儀，所述的測量主板包括電壓基準單元、恆流源單元、保護單 元、電阻四線測量單元、溫度測量單元、鍵盤及數碼顯示單元、微控制器單元。所述的輔助電源模塊採用電源變壓器、整流橋、濾波器、穩壓器及濾波電容等，將 交流220伏電源轉換為直流+5伏和士 12伏，為整個儀器提供直流電源。所述的電壓基準採用精密基準管LM399及外圍電路實現，提供一個穩定的基準直 流電壓，作為下級恆流源單元的輸入電壓基準。所述的恆流源單元採用鏡像電流源及模擬閉環控制原理設計，採用運算放大器 0P07和精密電阻等組成，實現了高穩定性的恆流輸出和自適應的負載調解，可消除負載變 化的影響。所述的激勵和取樣單元由高可靠的連接裝置和測量筆實現，完成激勵電流的施加 和電壓信號的拾取。所述的保護單元與激勵和取樣單元相連，儀器採用雙重保護措施，保護單元包括過電流保護和尖脈衝保護，可保證流過被測元件的最大電流不超過30mA，留有很大的安全 裕度，並能有效抑制尖峰電流流過被測元件，可確保使用的安全性，另外，在設計上充分考 慮由於個別元器件提前失效所能造成的各種故障情況，使發生故障的情況下也不出現過流 現象，進一步確保了產品的安全性。所述的電阻四線測量單元與激勵和取樣單元相連，由差動放大電路、14位模/數 轉換器(A/D)組成，對被測量電阻進行檢測，實現模擬量到數字量的轉換。所述的測量單元的輸出與微控制器單元相連，微控制器採用89c55單片機，對測 量數據進行處理。所述的溫度測量單元與微控制器單元相連，由溫度測量晶片TMP100和外圍器件 組成，將溫度測量結果提供給微控制器單元進行數據處理。所述的鍵盤和數碼顯示單元分別採用薄膜按鍵和數碼管組成，它們互相配合，實 現參數的設置、校準、測量的控制及測量結果的顯示等。所述的微控制器單元主要完成如下三項工作，其一是處理鍵盤操作 ，實現測量和 儀器的自動校準，其二是接受電阻四線測量單元及溫度測量單元的數據並完成測量數據處 理，其三是實現對數碼顯示單元的操作。實施例2 上述的防爆電阻測量儀，所述的輔助電源模塊採用開關穩壓電源模塊，將交流220 伏電源轉換為直流+5伏和士 12伏，為整個儀器提供直流電源。實施例3 上述的防爆電阻測量儀，所述的電阻四線測量單元與激勵和取樣單元相連，由差 動放大電路、四位半模/數轉換器ICL7135實現對被測量電阻進行檢測，實現模擬量到數字 量的轉換。
權利要求一種防爆電阻測量儀，其組成包括激勵和取樣單元、輔助電源模塊、測量主板、鍵盤和數碼顯示單元，其特徵是所述的激勵和取樣單元連接測量主板，所述的測量主板連接輔助電源模塊以及鍵盤及數碼顯示單元。
2.根據權利要求1所述的防爆電阻測量儀，其特徵是所述的測量主板包括與所述的 激勵和取樣單元連接的保護單元、恆流源單元、四線電阻測量單元，所述的恆流源單元連接 電源基準單元，所述的四線電阻測量單元連接微控制器單元，所述的微控制器單元連接溫 度測量單元及所述的鍵盤及數碼顯示單元。
專利摘要防爆電阻測量儀，小電阻測量現在普遍採用大激勵電流進行測量，以增大測量單元拾取的信號幅值，提高信噪比從而提高測量精度，但是，對於一些特殊的應用場合則不能使用，如測量雷管的電阻測量，它的電阻比較小，且對激勵電流有嚴格的限制，大的激勵電流將引起爆炸。本實用新型的組成包括激勵和取樣單元，所述的激勵和取樣單元連接測量主板，所述的測量主板連接輔助電源模塊以及鍵盤及液晶顯示單元。本實用新型應用於電阻的測量，特別適合於雷管等小電阻、高安全要求的場合。
文檔編號G01R27/08GK201562016SQ200920100219
公開日2010年8月25日 申請日期2009年6月23日 優先權日2009年6月23日
發明者張旭, 張旭輝, 張禮勇, 林海軍, 段濱秋 申請人:哈爾濱理工大學