基於stm32的智能四探針測試儀的製作方法
2023-09-14 06:32:30 1
專利名稱：基於stm32的智能四探針測試儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電學數據測試裝置，特別涉及一種基於STM32的智能四探針測試儀。
背景技術：
四探針測試儀的測試理論已經相當成熟，依據的理論是範德堡原理，採用的是直流四探針測試法，將四根金屬探針排成一條直線，利用恆流源給外面的1，4探針通過電流，再從2，3探針上測量出電位差，經過運算得到材料的電阻率(P =CV/I，其中C為修正係數)。將位於同一直線上的4個探針置於一平坦的樣品(其尺寸相對於四探針，可被視為無窮大)上，並施加直流電流I於外側的兩個探針上，然後在中間兩個探針上用高精度數字電壓表測量電壓V2，3，則檢測位置的電阻率P (Ω ^cm)為:P=CV/I，其中，C為修正係數(cm)。傳統直流四探針測試儀採用51單片機作為控制系統，採用LCD12864液晶晶片作為輸出顯示。數據採集與處理電路以單片機為核心，通過差分放大電路完成對電壓信號放大與濾波後送到單片機，利用專用AD轉換晶片或者單片機內部集成的ADC進行A/D轉換；再通過程序判斷並切換測量量程， 直到測量量程合適，再進行數字濾波與運算；最後將電阻、電阻率、方塊電阻與選用的量程顯示在LCD屏上。傳統的51單片機為8為處理器，處理速度慢、處理能力弱、儲存容量小；LCD12864是單色的液晶顯示屏，51單片機內部沒有LCD控制器，大多要進行外擴。
實用新型內容本實用新型針對現有技術存在的上述不足，提供一種基於STM32的智能四探針測試儀。該儀器硬體電路簡單，有自動切換和自主選擇量程的雙重功能，同時可以自校準，穩定性好，能和PC機通訊，具有較高的智能水平與推廣的價值。本實用新型通過以下技術方案實現:一種基於STM32的智能四探針測試儀，包括:四個探針，用以接觸被測物並採集數據；模數轉換模塊，連接四個探針，接收所述四個探針採集的數據，並將接收到的數據轉換為數字量；STM32內核，連接模數轉換模塊，根據模數轉換模塊轉換後的數據判斷並切換量程，並進行數字濾波與運算；I/O設備，連接STM32內核。較佳的，模數轉換模塊為AD7135晶片。較佳的，STM32內核還包括手動設置量程，並進行數字濾波與運算。較佳的，I/O設備包括:鍵盤、彩色顯示器。[0015]較佳的，還包括測試架，STM32內核設置在測試架上。
圖1為本實用新型基於STM32的智能四探針測試儀一實施例的框圖；圖2為本實用新型基於STM32的智能四探針測試儀的測試方法的流程圖。
具體實施方式
下面結合實施例對本實用新型作詳細說明，本實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式，但本實用新型的保護範圍不限於下述的實施例。請參考圖1，本實用新型提供的基於STM32的智能四探針測試儀的一實施例。包括:四個探針，用以接觸被測物並採集數據；模數轉換模塊，連接四個探針，接收四個探針採集的數據，並將接收到的數據轉換為數字量；STM32內核1，連接模數轉換模塊2，根據模數轉換模塊2轉換後的數據判斷並切換量程，並進行數字濾波與運算；I/O設備，連接STM32內核。上電後儀器初始化，電壓檔為2v，電流檔為1mA，等待測試架3的啟動信號，探針下降接觸被測對象，恆流源的電流送往探頭模塊，這樣就從先前指定的1，4兩根探針輸出想要的恆流，這時需要四 根探針和被測對象有良好的接觸，使得探針獲得另外兩根針之間的電壓，送給AD7135進行模數轉換，轉換後的信號送入STM32進行數據處理(數字濾波與運算)，最後將處理好的測量結果在彩屏上顯示，同時把測量結果以及相應的參數通過串口或者USB上傳到PC機進行顯示。測量過程中，可以根據被測對象電阻率的大小可以進行電壓電流量程的選擇，量程的手動切換通過I/O設備實現。需要說明的是:模數轉換模塊採用AD7135晶片，但本實用新型在此並不做限制。I/O設備包括:鍵盤、彩色顯示器。傳統的IXD12864是單色的液晶顯示屏，51單片機內部沒有LCD控制器，大多要進行外擴，而ARM晶片(STM32)大多把LCD控制器集成到片子當中，控制非常方便，且採用彩屏顯示，字體顏色等非常豐富。本實施例中使用STM32代替了傳統的51單片機，從而加快處理速度，增加處理能力和存儲容量，但本實用新型在此並不做限制。請參考圖2，本實用新型提供的一種基於STM32的智能四探針測試儀的測試方法，包括以下步驟:S1、四個探針接觸被測物並採集數據；S2、模數轉換模塊將採集到的數據轉換為數字量；S3、STM32內核根據轉換後的數據判斷量程是否合適，是則執行S4，否則調整量程，並回到S2;S4、STM32內核處理數據；S5、輸出結果並停止採樣。以上公開的僅為本申請的一個具體實施例，但本申請並非局限於此，任何本領域的技術人員能思之的變化，都應落在本申請的保護範圍內。
權利要求1.一種基於STM32的智能四探針測試儀，其特徵在於，包括: 四個探針，用以接觸被測物並採集數據； 模數轉換模塊，連接所述四個探針，接收所述四個探針採集的數據，並將接收到的數據轉換為數字量； STM32內核，連接所述模數轉換模塊，根據所述模數轉換模塊轉換後的數據判斷並切換量程，並進行數字濾波與運算； I/O設備，連接所述STM32內核。
2.如權利要求1所述的基於STM32的智能四探針測試儀，其特徵在於，所述模數轉換模塊為AD7135晶片。
3.如權利要求1所述的基於STM32的智能四探針測試儀，其特徵在於，所述STM32內核還包括手動設置量程，並進行數字濾波與運算。
4.如權利要求1所述的基於STM32的智能四探針測試儀，其特徵在於，所述I/O設備包括:鍵盤、彩色顯示器。
5.如權利要求1所述的基於STM32的智能四探針測試儀，其特徵在於，還包括測試架，所述STM 32內核設置在所述測試架上。
專利摘要一種基於STM32的智能四探針測試儀，包括四個探針，用以接觸被測物並採集數據；模數轉換模塊，連接四個探針，接收四個探針採集的數據，並將接收到的數據轉換為數字量；STM32內核，連接模數轉換模塊，根據轉換後的數據判斷並切換量程，並進行數字濾波與運算；I/O設備，連接STM32內核。
文檔編號G01R19/25GK203117280SQ20132008990
公開日2013年8月7日 申請日期2013年2月27日 優先權日2013年2月27日
發明者李海, 肖玉梅 申請人:蘇州經貿職業技術學院