电阻测量系统设计说明

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电阻测量仪使用说明书

电阻测量仪使用说明书

电阻测量仪使用说明书一、产品概述电阻测量仪是一种用于测量电子元件电阻值的仪器。

它凭借其高精度、方便使用和可靠性,在科研、工业生产和教学实验等领域得到广泛应用。

二、产品特点1. 高精度:电阻测量仪采用先进的电阻测量技术,具有高精度的测量能力,能够满足各种高精度测量的需求。

2. 大量程:电阻测量仪具有宽广的量程范围,从几欧姆到几千兆欧姆都可以进行准确测量。

3. 操作简便:采用人性化设计,电阻测量仪简洁直观的操作界面,方便用户快速上手操作。

4. 多功能:电阻测量仪除了测量电阻值之外,还具备温度测量、命令控制功能等多种扩展功能,满足用户的多样化需求。

5. 外形美观:电阻测量仪外观设计简洁大方,符合人体工学原理,手感舒适。

三、基本操作1. 打开电源:用合适的电源线将电阻测量仪连接到电源插座上,并打开电源开关。

2. 连接被测电阻:使用合适的电缆将被测电阻连接到电阻测量仪的测量接口。

3. 设置量程:根据被测电阻的阻值范围,选择合适的量程档位,并通过操作界面上的旋钮进行设置。

4. 进行测量:按下测量按钮,电阻测量仪开始进行电阻值测量,并将结果显示在操作界面上。

5. 记录结果:可以使用内置的存储功能将测量结果保存下来,或通过接口将结果输出至计算机等外部设备。

四、注意事项1. 使用前请确保电阻测量仪的工作环境安全可靠,避免过高、过低温度、湿度对仪器性能的影响。

2. 进行电阻测量时,请确保被测电阻与电阻测量仪的连接稳固可靠,防止测量误差。

3. 在测量大电阻值时,应尽量避免外界干扰,如静电、磁场等可能影响测量结果的因素。

4. 长时间不使用电阻测量仪时,请及时关闭电源以延长仪器寿命。

5. 请勿在无专业人员指导的情况下拆卸或修理电阻测量仪,以免造成不可修复的损坏。

五、维护保养1. 定期进行仪器校准,以确保测量准确性。

2. 保持仪器的清洁干燥,在使用完毕后,可使用干净柔软的布擦拭仪器表面。

3. 避免仪器受到强磁场、静电等影响,以防止仪器性能受损。

HK3544高精度直流电阻测试仪说明书

HK3544高精度直流电阻测试仪说明书

3544系列使用手册直流电阻测试仪j2016-3-15 和普电子科技有限公司手册版本V1.0引言 (6)核实包装物品 (6)安全信息 (8)操作注意事项 (10)第一章概述 (14)1.1 简介 (14)1.2性能特点 (15)1.3 各部分的名称与操作概要 (16)1.4 外形尺寸 (20)1.5 页面构成 (21)第二章测试前的准备 (24)2.1 测试流程预览 (24)2.2 基本参数设置流程 (27)2.3 测量前的检查 (27)2.4 确认被测对象 (30)2.5 测试线的连接方法 (31)第三章基本设置 (33)3.1 设置测试量程 (33)3.2 设置测试速度 (35)3.3 温度显示设置 (35)3.4 设置测试触发方式 (36)3.5 测量延时设置 (37)3.6 OVC(热电动势补偿)功能设置 (38)3.7 切换测量电流300mA(300mΩ量程) (41)3.8 温度补偿设置 (43)3.9 平均次数设置 (45)3.10 讯响方式设置 (46)3.11 按键音设置 (48)3.12 比较器功能 (48)3.12.1 比较结果信号输出方式 (48)3.12.2 比较模式 (49)3.12.3 设置上下限和比较模式 (50)3.13 分选功能 (51)3.13.1 分选功能打开设置 (51)3.13.2 分选功能量程设置 (52)3.13.3 分选功能组号设置 (53)3.13.4 分选功能上限设置 (53)3.13.5 分选功能下限设置 (54)3.13.5 返回测量页面 (54)第四章测量 (56)4.1 启动测试 (56)4.2 测量值显示 (57)4.3 自动保护功能 (57)4.4 进行调零 (58)第五章测量面板保存 (63)5.1 保存面板设置 (63)5.2 调取测量设置 (64)5.3 删除测量设置 (64)5.4 重命名测量设置 (65)第六章EXT I/O口(Handler) (66)6.1 EXT I/O端口与信号 (67)6.1.1 电平模式设置 (67)6.1.2 端口信号详解 (70)6.1.3 端口信号连接方式 (72)6.2时序图 (74)6.2.1 外部触发时的时序图 (74)6.2.2 外部触发时的读取流程 (76)6.3 外部控制确认 (77)第七章通讯 (80)7.1 RS232C通讯方式 (80)7.2 LAN通讯方式 (85)第八章参数 (88)8.1 一般参数 (88)8.2 精确度 (90)感谢您选择和普科技制造的“3544系列直流电阻测试仪”。

高精度智能电阻测量仪课程设计

高精度智能电阻测量仪课程设计

电子线路课程设计报告设计课题:高精度智能电阻测量设计时间:2015年3月9日—2015年5月15日高精度智能电阻测量仪一.设计任务与设计指标要求设计说明:电阻是常用的电子元件,某些材料的直流电阻需要精确的测量。

利用欧姆定律设计一台电阻测量仪,显示被测量材料的直流电阻阻值。

基本部分1、测量电阻范围:2~20欧姆,20~200欧姆,200~2K,2K~20K,用按钮切换量程。

2、测量精度:1%3、要求测量结果显示稳定3位有效数字(可用数字万用表的电压档当作显示终端)发挥部分1、测量电阻范围:可测量最小1欧姆的电阻2、测量精度:0.5%3、要求测量结果显示稳定4位有效数字二.元器件清单元件类型型号主要参数数量备注基准稳压源TL431稳压值Uz=2.5V1个负载电流1—100mA集成运放LM358单电源(3—30V)1个偏置电流为45nA 限流电阻R12KΩ1个滑线变阻器1R2最大阻值为50KΩ1个滑线变阻器2R3最大阻值为10KΩ1个滑线变阻器3R4最大阻值为500Ω1个滑线变阻器4R5最大阻值为100Ω1个滑线变阻器5R6最大阻值为1KΩ1个定值电阻R7、R8470KΩ2个定值电阻R9—R12510Ω4个定值电组R13—R191KΩ7个电容C1、C20.1uF2个PNP三极管85501个用于恒流源NPN三极管80504个做驱动A/D转换芯片MC14433电源电压为±4.8V—±8V1片基准源MC1403输出电压值:2.475V~2.525V1片译码驱动器HEF4511BP 电源电压范围:5—15V1片译码驱动四位一体共阴数码管ARKSR420561N1个拨码开关S1—S44个导线电路板三.系统总体框图我们所设计的智能电阻测量仪主要由四个部分组成:集成运放芯片LM358及可控精密稳压源TL431构成了恒流源部分,高精度A/D转换芯片MC14433及基准电压源MC1403构成了电压采样转换部分,译码驱动器CD4511及以四个三极管组成的位驱动阵列形成了译码驱动部分,四位一体共阴数码管构成了显示部分。

测控仪器设计-实验说明

测控仪器设计-实验说明

实验二 多路绝缘电阻测试系统
一、 测试系统的组成
多路绝缘电阻测试系统由四个部分组成,分别是功能控制区、多路切换区、 电源区、数据读取及传输区。图1是系统整体框图。
图 1 多路绝缘电阻测试系统原理图
功能控制区
由PC机和单片机构成,PC机为程序控制。 系统选选用AT91SAM7S64 ARM 单片机,当PC机给出指令时让相应端口置低电平(常态为高电平),触发与其 连接的继电器吸合。 根据单片机的输入电压范围采用电脑USB接口对单片机提 供5v电压,实现脱机运行。
三、微动平台组成、功能及原理
微动平台是本系统的重要组成部分。主要包含微动台,导轨和样品台。 微动台产生特定模式(微动行程、频率、波形以及运行周期数)的微动。选 用柔性铰链支撑,压电陶瓷驱动(型号为 MPT-1JRL104A),见图3-1、图3-2。
图 3-1 MPT-1JRL104A 微动工作台
图3-2 微动工作台工程图
2.3 主要机械结构
系统机械结构参见图2-3。
图 2-3 系统机械结构示意图
各部件作用: 底板—支撑整个微动机构; 减振垫脚—减小环境对微动系统的震动并调节水平; 燕尾槽动滑块—固定微动台,并与导轨配合实现运动,便于实验样 片的拆装; 内六角锁紧螺钉-锁紧微动台; 微动台—实现微动; 立柱—支撑支撑板; 支撑板—支撑及固定直线轴承; 弹簧、滚花螺母、直线轴承与导柱—实现触头定位及加载力的传递; 直线轴承—固定导柱,完成轴向运动,减小径向间隙; 触头夹具—固定触头。
二、测试系统程序的软件操作
系统的操作界面如图2所示,而系统具体的软件流程图如图3所示。实验时可 选择A0—A15,B0—B15总共32个通道中的30个通道(其中通道21,22作为通信口 除外)采集数据。界面左侧可以设置采样个数和采样间隔,采样个数是每个通道 读取的数据个数,采样间隔即是读取每个数据之间的间隔,系统默认采样个数为 3,经过1s的采样间隔后再次采样;界面右侧的扫描周期是指一次大循环的时间 (若所选通道全部循环一次后尚未达到扫描周期,则程序不再读取皮安计数据存 入电脑,处于空闲状态)。程序所读取的数据会自动存到excel表格中,每个通 道对应一张表格。

ntc热敏电阻测温电路设计_概述说明以及解释

ntc热敏电阻测温电路设计_概述说明以及解释

ntc热敏电阻测温电路设计概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文讨论的是NTC热敏电阻测温电路设计。

在现代科技发展中,温度测量是非常重要的一项技术。

NTC热敏电阻作为常见的温度传感器之一,具有精确、可靠、成本低廉等特点,广泛应用于各个领域。

1.2 文章结构本文主要分为五大部分。

第一部分是引言,对文章进行概述说明以及目的阐述。

第二部分详细介绍了NTC热敏电阻的基本知识和特性。

第三部分讨论了温度测量原理及方法,并与其他常见温度测量方法进行比较。

第四部分重点探讨了NTC 热敏电阻测温电路设计的要点,包括选择合适的NTC热敏电阻型号与参数设置、温度补偿与校准技巧以及信号处理与转换电路设计要点。

最后一部分是结论和展望,总结了文章的主要内容并对未来发展进行了展望。

1.3 目的本文的目的是提供关于NTC热敏电阻测温电路设计方面的详细说明和解释。

通过对NTC热敏电阻的介绍和温度测量原理的解析,帮助读者了解如何选择合适的NTC热敏电阻、进行温度补偿与校准,并设计出高效可靠的信号处理与转换电路。

同时,本文还展望了NTC热敏电阻测温技术在未来的发展方向。

2. NTC热敏电阻简介2.1 什么是NTC热敏电阻NTC热敏电阻全称为负温度系数热敏电阻( Negative Temperature Coefficient Thermistor),是一种根据温度变化而改变阻值的传感器。

它由金属氧化物制成,具有负温度系数特性,即当温度上升时,其电阻值会下降;反之,当温度下降时,电阻值会增加。

2.2 NTC热敏电阻的特性NTC热敏电阻具有许多独特的特性。

首先,它们响应速度快,能够实时测量环境温度。

其次,NTC热敏电阻的响应范围广泛,可覆盖从低至几摄氏度到高达几百摄氏度的整个温度范围。

此外,NTC热敏电阻精确可靠,在稳态和非稳态情况下都能提供准确的温度测量结果。

2.3 应用领域NTC热敏电阻广泛应用于各个领域中的温度测量与控制。

它们被广泛用于家电、汽车、电子设备等领域,在温度测量、过热保护、温度补偿等方面发挥着重要作用。

电容电阻测量实验报告

电容电阻测量实验报告

电容、电阻测量实验报告实验目的:1、掌握电容测量的方案,电容测量的技术指标2、学会选择正确的模数转换器3、学会使用常规的开关集成块4、掌握电阻测量的方案,学会怎样达到电阻测量的技术指标实验原理:一、数字电容测试仪的设计电容是一个间接测量量,要根据测出的其他量来进行换算出来。

1)电容可以和电阻通过555构成振荡电路产生脉冲波,通过测出脉宽的时间来测得电容的值T=kR CK和R是可知的,根据测得的T值就可以得出电容的值2)电容也可以和电感构成谐振电路,通过输入一个信号,改变信号的输入频率,使输入信号和LC电路谐振,根据公式W=1/ √LC就可以得到电容的值。

二、多联电位器电阻路间差测试仪的设计电阻是一个间接测试量,他通过测得电压和电流根据公式R=U/I得出电阻的值电阻测量分为恒流测压法和恒压测流法两种方法这两种方法都要考虑到阻抗匹配的问题1)恒流测压法输入一个恒流,通过运放电路输出电压值,根据运放电路的虚断原理得出待测电阻两端的电压值,就可以得出待测电阻的阻值。

2)恒压测流法输入一个恒压,通过运放电路算出电流值,从而得出电阻值方案论证:数字电容测试仪用555组成的单稳电路测脉宽用555构成多谐振荡器产生触发脉冲多谐振荡器产生一个占空比任意的方波信号作为单稳电路的输入信号。

T1=0.7*(R1+R2)*CT2=0.7*R2*C当R2〉〉R1时,占空比为50%单稳电路是由低电平触发,输入的信号的占空比尽量要大触发脉冲产生电路电容测试电路Tw=R*Cx*㏑3R为7脚和8脚间的电阻和待测电容Cx构成了充放电回路,这个电阻可以用一个拨档开关来选择电容的测试挡位。

当待测电容为一大电容时,选择一个小电阻;当电容较小时,选择一个较大的电阻。

使输出的脉宽不至于太大或者太小,用以提高测量的精度和速度。

R*C不能取得太小,R*C*㏑3≥T2,如果R*C取得太小,使得充放电时间太小,当来一个低电平时,电路迅速充电完毕,此时输入信号仍然处于低电平状态,输出电压为高电平,此时的脉宽就与RC无关,得到的C值就不是所要测的电容值。

电阻的测量实验设计

电阻的测量实验设计

实验设计:------安安法、伏伏法测电阻教案贵阳市清华中学:孙雨一、三维目标(一)、知识与技能通过本节课实验设计,让学生更深层次地理解串联电路中电压比和并联电路中的电流比,并综合地应用到电阻测量的实验中去;加深学生对安培表和伏特表的读数和注意事项理解,加深对实验原理的寻找和数据处理的理解;让学生知道电表改装和安安法、伏伏法测量电阻的关系。

(二)、过程与方法本节课通过游戏课的形式,把深奥的、抽象的电学实验设计变成简单、具体方法操作;实验中的关键字和注意事项用口号形式喊出来,加深学生的理解和记忆;通过讲与练习结合,让尽量多的学生知道该实验的设计思路和方法;用反证法引导学生思考、推理、综合得出结论,提高学生分析问题、综合问题的能力。

(三)、情感态度和价值观高三后期复习一直重复着考和练,学生对课堂失去了信心,没有更多的兴趣去接受课堂,本节课换种方式去授课,把难度大、考试重点问题简单成易于操作的游戏规则,激发学生学习兴趣、端正学生学习态度,重树学生学习信心,认真参与到课堂中来,实现自己人生目标;二、游戏过程课前引出关键字“约”;口号引出本节课注意事项 1、 游戏题目:电阻的测量实验设计------安安法、伏伏法(板书) 2、 游戏目的:选择出用安安法、伏伏法测电阻原理、电路图等 3、 游戏原理:串联电路电压比----==2211R U R U (板书)并联电路电流比I 1R 1=I 2R 2=--------(板书) 4、游戏规则培训(一)、资格赛规则 1、伏安法测电阻用IUR =能计算出结果 2、测量过程中每个表的实际读数是该表满刻度的31到满刻度之间若两条同时成立,则用伏安法测电阻,若其中一条不成立,取消伏安法资格,进入下一环节游戏。

(二)、淘汰赛规则两个安培表(两个伏特表)、待测电阻、定值电阻必须参加,画出它们可能的电路图并用下列规则进行淘汰1、两个安培表串联或两个伏特表直接并联--------------淘汰2、大量程表测分电流(电压) 小量程表测总电流(电压)---------淘汰3、安安法用电流比,伏伏法用电压比计算, 不能计算出待测电阻---------淘汰(注意关键字“约”)剩下的电路图用反证法进行淘汰1满刻度)用电流比(电设其中任一表的实际读数为其满刻度(或3压比)计算另一表的读数1到满刻度之间-------淘汰若不在该表满刻度的3例1、实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联.测量实际电流表G1的内阻r1的电路.供选择的仪器如下:①待测电流表G1(0~5 mA,内阻约300 Ω);②电流表G2(0~10 mA,内阻约100 Ω);③电压表V(0-10V,内阻约为1KΩ)④定值电阻R1(300 Ω)⑤定值电阻R2(10 Ω)⑥滑动变阻器R3(0~1 000 Ω)⑦滑动变阻器R4(0~20 Ω);⑧电键S及导线若干.干电池(1.5 V);(1)定值电阻应选________,滑动变阻器应选________.(在空格内填写序号)(2)在方框图中画出电路图,用线条在图中把实物图补充连接完整.图19(3)补全实验步骤:①按电路图连接电路,将滑动变阻器的滑动触头移至最____端(填“左”或“右”);②闭合电键S,移动滑动触头至某一位置,记录G1、G2的读数I1、I2;③多次移动滑动触头,记录相应的G1、G2读数I1、I2;④以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图所示.图20(4)根据I2-I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式_______________.例2、用以下器材测量电阻R X 阻值(900~1000Ω):电源E,有一定内阻,电动势约为9.0V;电压表V1,量程为1.5V,内阻r1=750Ω;电压表V2,量程为5V,内阻r2约2500Ω;滑动变阻器R,最大阻值约为100Ω;单刀单掷开关S,导线若干。

QJ36B导体电阻智能测试仪说明资料

QJ36B导体电阻智能测试仪说明资料

QJ36B导体电阻智能测试仪说明资料QJ36B型液晶数显导体电阻智能测试仪QJ36B液晶数显智能导体电阻测试仪主要是为精密测量电线电缆导体电阻设计的,它可以达到QJ36、QJ19、QJ55电桥的电阻测量精度,并测量环境温度,⾃动换算温度系数,⾃动查询标准要求,⾃动判定是否合格。

它还可以测量电线电缆电性能截⾯积(判定版)、长度、整轴线缆电阻等功能,可升级代替QJ36、QJ57、QJ84、QJ44、SB2230、PC36C、微欧计等传统设备。

QJ36B是BR-A的简化版,是QJ36A、BR-B的升级版。

特点:1、宽范围测量电阻,⼗⼆级测量档位⼗级测量电流⾃动转换,⾃动选择合适的档位进⾏测量,⽆需⼿动选择。

2、测量线缆电阻时,仪器采⽤0.1A、0.5A、1A、5A、10A的更细电流分档设计即可以满⾜全量程线缆测量电流要求,⼜可以提⾼测量精度和稳定性。

相对采⽤0.1A、1A、10A的电流分档设计,全量程测量时,部分测量量程测量电流不⾜导致精度下降,部分测量量程测量电流过⼤导致稳定性不⾜。

3、1mΩ-1MΩ⼗级标准电阻⼗⼆级测量档位⾃校准,保证测量结果的准确性,消除传统电阻测试设备使⽤⼀段时间后因电⼦器件⽼化产⽣偏差⽽⼜⽆法修正的忧虑。

4、电阻温度系数⾃动换算,测量结果直接换算成20℃下的Ω/km值,⽤于和标准相⽐较。

换算温度值即可以按照实际测量值进⾏换算,也可以按照设置值进⾏温度换算。

5、仪器内含GB3956标准,可实现⾃动判定是否合格;可计算实际电性能截⾯积。

(判定版)6、四端⼦测量法,⾃动消除接触电阻误差,测量精度⾼,可实现0.01uΩ--2.5M⾼达±0.05%的电阻测量。

7、测量结果⾃动保存,可保存100条数据,可随时查询测量电阻值,环境温度,换算结果。

8、在线测量功能,可以直接测量正在⽣产过程中电缆导体值并⾃动换算,⽅便快捷。

整盘电线电缆长度、电阻测量功能,⽅便快捷。

9、⾃动校零,正反向测量,以减少测量电流产⽣的热电势影响。

《电阻的测量》教学设计

《电阻的测量》教学设计

《电阻的测量》教学设计教学目标:1.了解电阻的概念和作用。

2.掌握电阻的测量方法。

3.学会使用万用表进行电阻测量。

教学重难点:1.电阻的测量方法。

2.万用表的使用。

教学准备:1.实验器材:电阻箱、电池、导线、万用表。

2.实验材料:不同阻值的电阻。

教学过程:一、导入(5分钟)教师通过简短的导入,引入电阻的概念和作用,让学生回忆电流与电阻的关系。

二、理论讲解(15分钟)1.讲解电阻的定义和单位,以及常见的电阻材料。

2.介绍电阻的测量方法,包括串联法和并联法,并进行实例说明。

3.介绍使用万用表进行电阻测量的原理和步骤。

1.学生分组,每组2人,分别进行串联法和并联法的实验测量。

2.实验一:串联法测量a.将电阻箱中的电阻调到一个已知值,与电池串联。

b.测量电阻两端的电压和通过电阻的电流,计算电阻值。

c.重复上述步骤,测量不同阻值的电阻。

d.记录实验数据,并进行分析。

3.实验二:并联法测量a.将电池正负极分别与电阻箱的两端相连。

b.测量电阻与电阻箱两端的电压,计算电阻值。

c.重复上述步骤,测量不同阻值的电阻。

d.记录实验数据,并进行分析。

四、总结(10分钟)1.学生交流实验结果及分析。

2.教师总结串联法和并联法的特点和操作要点。

3.引导学生认识到使用万用表测量电阻的便利性。

五、拓展延伸(15分钟)教师介绍如何使用万用表进行电阻测量的步骤和注意事项,让学生尝试使用万用表进行电阻测量。

要求学生根据实验结果和数据,撰写实验报告,并归纳电阻测量的要点和经验。

教学手段:1.讲课法:通过理论讲解,引导学生掌握电阻的概念和测量方法。

2.实验操作法:通过实验操作,让学生亲自进行电阻测量,提高实践能力和动手操作能力。

3.讨论交流法:在实验过程中,学生进行组内讨论和实验结果交流,培养学生合作能力和思维能力。

教学评价:1.实验结果和数据记录正确,并进行了合理的分析。

2.实验报告内容完整,结构清晰。

3.学生对电阻测量方法和仪器的使用有一定的领会和掌握。

电学实验的设计及电阻的测量

电学实验的设计及电阻的测量

电学实验的设计及电阻的测量一、 电学实验设计原则:1、 安全性原则:电源不超载、电表不超程、电器不超压不超流 。

2、 精确性原则:电表读数要尽可能精确、实验系统误差要尽可能小。

3、 方便性原则:实验操作方便、仪器调整方便、数据处理方便。

4、 可行性原则:选实验室经济实用器材、设计合理的能耗小的实验电路。

二、 实验仪器的选择:(1)原则:安全、精确、方便、可行,要正确处理安全和精确的关系。

(2)选择的一般步骤;①根据实验要求设计合理的实验电路。

②找出唯一性的器材。

③估算电路中电压和电流的最大值或最小值,结合已知器材的规格先选定电源、再选定电压。

表和电流表以及所用的量程;电源→电压表→电流表。

④根据实验的要求和待测电阻的阻值选择滑动变阻器。

三、 实验电路的选择;符合实验原理、操作简便、处理数据方便、系统误差小、甚至没有系统误差。

四、 控制电路的选择(二.供电电路与滑动变阻器的选择) 1、滑动变阻器的两种连接方式如图所示的两种电路中,滑动变阻器(最大阻值为R 0)对负载R L 的电压、电流强度都起控制调节作用,通常把图(a )电路称为限流接法,图(b )电路称为分压接法.限流接法分压接法 比较说明负载RL 上电压调节范围(忽略电源内阻) 0L REU E R R ≤≤+ 0L U E ≤≤分压接法电压调节范围大 负载RL 上电流调节范围(忽略电源内阻) 0L E EI R R R≤≤+ 0L EI R≤≤分压接法电流调节范围大 相同条件下电路消耗的总功率 L EIL ap E I I (+)限流电路能耗较小 闭合S 前触头位置b 端a 端都是为了保护电路元件3.选择原则:在符合实验要求和安全的条件下,要操作简便、电流和电压的读数有较大的变化范围,提高实验的精确度。

一般情况下当0L R R <时,或实验没有较高要求,仅从安全和精确度分析两者均可使用时,考虑安装简便和节能因素可优先选限流电路,当0L R R 及实验电路电压和电流要求从零连续调节时,选分压电路。

简易电阻、电容和电感测试仪设计.(DOC)

简易电阻、电容和电感测试仪设计.(DOC)

元器件参数测量仪的设计一、课程目的1.加深对电路分析、模拟电路、数字逻辑电路、微处理器等相关课程理论知识的理解;2.掌握电子系统设计的基本方法和一般规则;3.熟练掌握电路仿真方法;4.掌握电子系统的制作和调试方法;二、设计任务1.设计并制作一个元器件参数测量仪。

2.(基本要求)电阻阻值测量,范围:100欧~1M欧;3.(基本要求)电容容值测量,范围:100pF~10 000pF;4.(基本要求)测量精度:正负5% ;5.(基本要求)4位显示对应数值,并有发光二极管分别指示所测器件类型;6.(提高要求)增加电感参数的测量;7.(提高要求)增加三极管直流放大倍数的测量;8.(提高要求)扩大量程;9.(提高要求)提高测量精度;10.(提高要求)测量量程自动切换;三、任务说明:电阻电容电感参数测量常用电桥法,该方法测量精度,但是电路复杂。

也可为简化起见,电阻测量也可采用简单的恒流法,电容采用555定时电路;1、绪论在现代化生产、学习、实验当中,往往需要对某个元器件的具体参数进行测量,在这之中万用表以其简单易用,功耗低等优点被大多数人所选择使用。

然而万用表有一定的局限性,比如:不能够测量电感,而且容量稍大的电容也显得无能为力。

所以制作一个简单易用的电抗元器件测量仪是很有必要的。

现在国内外有很多仪器设备公司都致力于低功耗手持式电抗元器件测量仪的研究与制作,而且精度越来越高,低功耗越来越低,体积小越来越小一直是他们不断努力的方向。

该类仪器的基本工作原理是将电阻器阻值的变化量,电容器容值的变化量,电感器电感量的变化量通过一定的调理电路统统转换为电压的变化量或者频率的变化量等等,再通过高精度AD采集或者频率检测计算等方法来得到确定的数字量的值,进而确定相应元器件的具体参数。

2、电路方案的比较与论证2.1电阻测量方案方案一:利用串联分压原理的方案V CC GNDR x R0图2-1串联分压电路图根据串联电路的分压原理可知,串联电路上电压与电阻成正比关系。

电阻的测量方法及原理

电阻的测量方法及原理

一、电阻的测量方法及原理一、伏安法测电阻1、电路原理“伏安法”就是用电压表测出电阻两端的电压U,用电流表测出通过电阻的电流I,再根据欧姆定律求出电阻 R= U/I 的测量电阻的一种方法。

电路图如图一所示。

如果电表为理想电表,即 RV =∞,RA=0用图一(甲)和图一(乙)两种接法测出的电阻相等。

但实际测量中所用电表并非理想电表,电压表的内阻并非趋近于无穷大、电流表也有内阻,因此实验测量出的电阻值与真实值不同,存在误差。

如何分析其误差并选用合适的电路进行测量呢?若将图一(甲)所示电路称电流表外接法,(乙)所示电路为电流表内接法,则“伏安法”测电阻的误差分析和电路选择方法可总结为四个字:“大内小外”。

2、误差分析(1)、电流表外接法由于电表为非理想电表,考虑电表的内阻,等效电路如图二所示,电压表的测量值 U 为ab间电压,电流表的测量值为干路电流,是流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和,故:R测= U/I = Rab = (Rv∥R)=(Rv×R)/(Rv+R) < R(电阻的真实值)可以看出,此时 R测的系统误差主要来源于 Rv 的分流作用,其相对误差为δ外 = ΔR/R = (R-R测)/R = R/(Rv+R)( 2)、电流表内接法其等效电路如图三所示,电流表的测量值为流过待测电阻和电流表的电流,电压表的测量值为待测电阻两端的电压与电流表两端的电压之和,故:R测 = U/I = RA+R > R此时R测的系统误差主要来源于RA的分压作用,其相对误差为:δ内 = ΔR/R = (R测-R)/R = RA/R综上所述,当采用电流表内接法时,测量值大于真实值,即"大内";当采用电流表外接法时,测量值小于真实值,即“小外”。

3、电路的选择(一)比值比较法1、“大内”:当 R >> RA 时,,选择电流表内接法测量,误差更小。

“小外”:当 R << Rv 时,,选择电流表外接法测量,误差更小。

电阻、电容、电感测试仪设计方案与系统的原理框图

电阻、电容、电感测试仪设计方案与系统的原理框图

电阻、电容、电感测试仪设计⽅案与系统的原理框图电阻、电容、电感测试仪设计⽅案⽐较电阻、电容、电感测试仪的设计可⽤多种⽅案完成,例如利⽤模拟电路,电阻可⽤⽐例运算器法和积分运算器法,电容可⽤恒流法和⽐较法,电感可⽤时间常数发和同步分离法等、使⽤可编程逻辑控制器(PLC)、振荡电路与单⽚机结合或CPLD与EDA相结合等等来实现。

在设计前对各种⽅案进⾏了⽐较:1)利⽤纯模拟电路虽然避免了编程的⿇烦,但电路复杂,所⽤器件较多,灵活性差,测量精度低,现在已较少使⽤。

2)可编程逻辑控制器(PLC) 应⽤⼴泛,它能够⾮常⽅便地集成到⼯业控制系统中。

其速度快,体积⼩,可靠性和精度都较好,在设计中可采⽤PLC对硬件进⾏控制,但是⽤PLC实现价格相对昂贵,因⽽成本过⾼。

3)采⽤CPLD或FPGA实现应⽤⽬前⼴泛应⽤的VHDL硬件电路描述语⾔,实现电阻,电容,电感测试仪的设计,利⽤MAXPLUSII集成开发环境进⾏综合、仿真,并下载到CPLD或FPGA可编程逻辑器件中,完成系统的控制作⽤。

但相对⽽⾔规模⼤,结构复杂。

4)利⽤振荡电路与单⽚机结合利⽤555多谐振荡电路将电阻,电容参数转化为频率,⽽电感则是根据电容三点式电路也转化为频率,这样就能够把模拟量近似的转换为数字量,⽽频率f是单⽚机很容易处理的数字量,⼀⽅⾯测量精度⾼,另⼀⽅⾯便于使仪表实现⾃动化,⽽且单⽚机构成的应⽤系统有较⼤的可靠性。

系统扩展、系统配置灵活。

容易构成各种规模的应⽤系统,且应⽤系统有较⾼的软、硬件利⽤系数。

单⽚机具有可编程性,硬件的功能描述可完全在软件上实现,⽽且设计时间短,成本低,可靠性⾼。

综上所述,利⽤振荡电路与单⽚机结合实现电阻、电容、电感测试仪更为简便可⾏,节约成本。

所以,本次设计选定以单⽚机为核⼼来进⾏。

系统的原理框图本设计中,考虑到单⽚机具有物美价廉、功能强、使⽤⽅便灵活、可靠性⾼等特点,拟采⽤MCS - 51系列的单⽚机为核⼼来实现电阻、电容、电感测试仪的控制。

DZ2000B型直流电阻仪器智能检定系统使用说明书

DZ2000B型直流电阻仪器智能检定系统使用说明书

DZ-2000b型直流电桥电阻箱电位差计智能检定系统使用说明书江西东华计量测试研究所一、概述在计量部门检定直流电桥、电阻箱普遍采用QJ48比较电桥,检定直流电位差计又需配备一套标准电位差计装臵,采用这些检定装臵均需要手动、目视、笔记、人工计算,操作复杂、繁琐、工作效率低、人为差错的可能性大。

现在随着数字测量技术及系统组件或恒流源技术的进展,应用DZ-2000b型直流电桥电阻箱电位差计智能检定系统(组件)(以下简称“系统组件”)和数字电压表即可实现对直流电桥、电阻箱、直流电位差计的数字化检定。

DZ-2000b型直流电桥电阻箱电位差计智能检定系统,就是在数字化检定的基础上再配合系统计算机和打印机,通过设计计算机软件,在软件的支持下,实现了对直流电桥、电阻箱、电位差计的半自动智能化检定,使检定操作大为简化,检定过程可根据计算机屏幕提示进行操作,点击鼠标或键盘自动采数,方便快捷,检定完成后,即可自动进行各种数据处理,即时打印检定原始记录和检定证书,并作数据的存贮和管理。

是用来代替QJ48型比较电桥、UJ42型电流比较仪式电位差计、XQJ9型标准电阻比较仪和QJ55型电桥的更新换代设备。

适用于省、市级计量部门、行业计量站、大型厂矿企业使用。

二、系统组成及工作原理DZ-2000b型直流电桥电阻箱电位差计智能检定系统用DZ-2000b型系统组件或恒流源、数字电压表、系统计算机及激光打印机所组成。

DZ-2000b型系统组件除可覆盖DZ-2000型系统组件所有功能外,还增加了一组10V恒压源和一个10 kΩ内附标准电阻,可用于宽范围电阻箱的检定。

由于所采用的系统组件具有恒流和恒压源及内附标准电阻,便于电流标准化,因而无须再外加任何仪器设备,系统组成简洁明快。

组成框图如图1所示:图1 系统组成图其工作原理根据图1可知,系统组件或恒流源直接与被检的电桥、电阻箱或电位差计连接,而数字电压表与系统组件或恒流源、计算机相连接。

单片机课程设计-电阻量测量

单片机课程设计-电阻量测量

电阻量测量摘要本设计基于单片机和AD转换器实现电阻的测量。

采用ADC0808,实现由模拟电压转换到数字信号,通过单片机系统AT89C51处理后,由LCD显示器显示被测量电阻的阻值。

测量范围为1Ω~5KΩ,精度大于98%。

其中稳压电源采用的是三端集成稳压器7805构成的正5V直流电源,对单片机、A/D转换器、LCD显示器供电。

本设计从硬件和软件两部分入手,其中硬件分为数据采集、模数转换、数据显示三个模块。

数据采集通过我们对两方案的分析与对比,决定采用桥式法测量被测电阻电压,A/D转换器使用常见的仿真器件ADC0808,数据显示使用LCD1602。

硬件设计完成后,用Keil编程,编写每个模块的程序。

接着使用Proteus 对设计的硬件进行仿真,记录数据并进行了分析,得出误差小,测量范围大的结论。

最后使用Altium Designer绘制仿真电路的原理图和PCB板。

关键词:AT89C51单片机,Proteus仿真,数据处理目录第一章绪论 ............................................................ 错误!未定义书签。

第二章总体设计 .................................................... 错误!未定义书签。

§总体设计思路.............................................................. 错误!未定义书签。

第三章硬件设计 .................................................... 错误!未定义书签。

§直流稳压电源电路的设计.......................................... 错误!未定义书签。

§电压测量的设计.......................................................... 错误!未定义书签。

电阻的测量实验报告

电阻的测量实验报告

电阻的测量实验报告(文章一):电阻测量的设计实验报告xx科学技术学院实验报告课程名称实验项目专业班级姓名学号指导教师成绩日期年月日实验报告内容:一实验目的二实验仪器(仪器名称、型号、参数、编号)三实验原理(原理文字叙述和公式、原理图)(四)、实验步骤(五)、实验数据和数据处理(六)、实验结果(七)、分析讨论(实验结果的误差来源和减小误差的方法、实验现象的分析、问题的讨论等)八.思考题(文章二):电阻的测量--伏安法的实验报告电阻的测量--伏安法的测定实验报告实验名称:_____电阻的测量--伏安法________ 姓名学号班级__实验日期_ 2xx.11.7_ _ 温度______同组者___ 无_____ (一)实验目的:1. 学习伏安法测电阻的方法。

2. 学会仪表的选择。

3. 学习伏安法中减少系统误差的方法。

(二)实验仪器:直流稳压源、电阻箱、滑线变阻器、二极管、电流表、电压表、开关与导线(三)实验原理:如图11-1所示,测出通过电阻R的电流I及电阻R两端的电压U,则根据欧姆定律,可知图11-1 R? U I 以下讨论此种方法的系统误差问题。

1. 测量仪表的选择在电学实验中,仪表的误差是重要的误差来源,所以要选取适用的仪表。

(1)参照电阻器R的额定功率确定仪表的量限,设电阻R的额定功率为P,则最大电流I为I? P (11-1)R 2 处(最佳选择),电流计的量限为I3 2P3 ?。

,即3R2 为使电流计的指针指向度盘的设R?100Ω,P?50mA的毫安计较好。

13 W,则I?0.035A,而I??0.053A,所以电流计取量限为82 3 ?5.3V,所以电压计取量限5V的伏特计较2 电阻两端电压为U?IR? 3.5V,而U? 好。

(2)参照对电阻测量准确度的要求确定仪表的等级假设要求测量R的相对误差不大于某一ER,则按误差传递公式,可有ER?[(按误差等分配原则取?U2?I )?()2]UI 2 ?U?IER (11-2)?? UI2 对于准确度等级为a,量限为Xmax的电表,其最大绝对误差为?max,则?max?Xmax? a 100 参照此关系和式(11-2),可知电流计等级aI应满足aI?电压计的等级aU应满足aU? ER U ?100(11-3)U2max? ER U ?100 (11-4)2Umax? 对前述实例(I=0.035A,Imax?0.05A,U?3.5A,Umax?5V),则当要求ER?2%时,必须aI?0.99,aU?0.99 即取0.5级的毫安计、伏特计较好,取1.0级也勉强可以。

电阻测量设计实验报告

电阻测量设计实验报告

电阻测量设计实验报告实验目的:设计一种电阻测量电路,能够准确测量给定电阻的阻值。

实验原理:电阻是电流通过时产生的电压与电流之比,通过测量电流和电压可以准确计算电阻的阻值。

在本实验中,我们设计了一种简单的电阻测量电路,利用欧姆定律测量电流和电压,从而得出电阻的阻值。

实验器材:欧姆表、电阻箱、导线、电压源、安全电缆、万用表。

实验步骤:1. 搭建电阻测量电路:将欧姆表的两个测试引脚分别连接到待测电阻的两端。

将电压源接入电路,设置合适的范围。

连接导线、电阻箱和安全电缆。

2. 调节电压源:通过调节电压源的电压,使得在电阻上产生合适的电流。

记下电压源的电压值。

3. 测量电流:使用万用表选择电流测量模式,将表笔分别连接到电阻测量电路的两个测试点上。

记录下电流值。

4. 计算电阻阻值:根据欧姆定律,电阻的阻值等于电压除以电流。

计算出电阻的阻值。

实验结果与分析:根据实验步骤得到电阻的阻值。

可以通过与已知的标准电阻进行比较,来验证实验结果的准确性。

如果实验结果与标准阻值相近,说明电阻测量电路准确可靠。

实验注意事项:1. 在实验过程中,确保安全用电,避免触电事故的发生。

2. 检查实验仪器的连接是否正确,保证实验过程的准确性。

3. 在测量过程中,注意防止电流过大,避免对万用表和电阻产生损坏。

4. 实验结束后,及时断开电路连接,关闭电压源,确保实验环境的安全。

结论:通过设计一种电阻测量电路,可以准确测量给定电阻的阻值。

在实验过程中,我们需要搭建电阻测量电路、调节电压源、测量电流,并根据欧姆定律计算电阻的阻值。

实验结果的准确性可以通过与已知标准电阻进行比较来验证。

在实验中,我们需要注意安全用电,正确连接仪器,并注意防止电流过大。

最后,实验结束后,及时断开电路连接,关闭电压源,确保实验环境的安全。

基于单片机的微小电阻测量系统设计

基于单片机的微小电阻测量系统设计
小电阻,会产生较大的测量误差 [15-17]。为了提高微小
电阻的测量精度,目前,广泛地采用四线接法测量微
小 电 阻 。 四 线 接 线 法 测 量 原 理 如 图 1 所 示 ,其 中 Rx
图2
为被测电阻,IS 为加到被量电阻上的恒流源,R1 和 R2
为恒流源导线上的等效电阻,V 为电压表,R2 和 R3 为
除导线电阻对微小电阻测量值的影响,能直接提高
- 86 -
IO =
UA
R8
(2)
其中,IO 为输出电流,R8 为取样电阻。R2、R3、R4、
R5 和 R6 为电压调节电路,调节 R5 的电阻时,A 点的电
杨秀增,
等 基于单片机的微小电阻测量系统设计
图5
图 3 高精度恒流源电路
当 C7=C6=C,R4=R5=R 时,电压增益表达式为:
电压表导线的等效电阻。由电路知识可知,当把电
压表接触到被测电阻 Rx 两端时,电压表 V、R1、R2 和 Rx
形成一个闭合回路,由于流过 R1 和 R2 上的电流相等
并方向相反,电压表 V 两端的电压 Vx 与被测量电阻
Rx 的电压相等,被测电阻的阻值可以表示为:
V
Rx = x
IS
(1)
系统总体设计方案
3 硬件设计
3.1
高精度恒流源电路
图 3 为 本 测 试 仪 所 采 用 的 恒 流 源 电 路 ,为 了 提
高恒流源的性能,该系统采用一块高性能的基准电
压产生芯片 LM399 进行设计。由图 3 可知,恒流源
电路由基准电压芯片 U1、电压跟随器 U2、U3、U4、扩流
管 T1 组成。LM399 第 1 脚输出 6.95 V 电压,经分压

电阻参数单片机测试系统的设计

电阻参数单片机测试系统的设计

浙江海洋学院单片机课程设计报告设计题目电阻参数单片机测试系统的设计目录1.引言 (3)2.方案设计 (4)2.1.设计要求 (5)2.2.设计方案 (5)3.硬件设计 (5)3.1.单片机最小系统 (5)3.2.显示驱动部分 (5)4.软件设计 (6)4.1软件流程 (6)5.实验结果与讨论 (7)5.1实验仿真 (7)6附录:源程序 (8)7.参考文献 (14)1.引言当今电子测试领域,电阻的测量已经在测量技术和产品研发中应用的十分广泛。

国内外电阻测试发展已经很久,方法众多,常用测量方法如下。

1.电阻测量依据产生恒流源的方法分为电位降法、比例运算器法和积分运算器法。

比例运算器法测量误差稍大,积分运算器法适用于高电阻的测量。

2.传统的测量电容方法有谐振法和电桥法两种。

前者电路简单,速度快,但精度低;后者测量精度高,但速度慢。

随着数字化测量技术的发展,在测量速度和精度上有很大的改善,电容的数字化测量常采用恒流法和比较法。

纵览目前国内外的LRC测试仪,硬件电路往往比较复杂,体积比较庞大,不便携带,而且价格比较昂贵。

例如传统的用阻抗法、Q表、电桥平衡法等测试LRC 的过程中不够智能而且体积笨重,价格昂贵,需要外围环境优越,测试操作过程中需要调很多参数,对初学者来说很不方便,当今社会,对LRC的测试虽然已经很成熟了,但是价格和操作简单特别是智能方面有待发展,价格便宜和操作简单、智能化的仪表开发和应用存在巨大的发展空间,本系统正是应社会发展的要求,研制出一种价格便宜和操作简单、自动转换量程、体积更小、功能强大、便于携带的LRC测试仪,充分利用现代单片机技术,研究了基于单片机的智能LRC测试仪,人机界面友好、操作方便的智能LRC测试仪,具有十分重要的意义。

2.方案设计本设计是以将被测参数模拟转化为频率,并利用单片机实现计算频率,所以,本次设计需要做好以下工作:(1)学习单片机原理等资料。

(2)学习PROTEUS等工具软件的使用方法。

《电阻的测量》教案设计

《电阻的测量》教案设计

《电阻的测量》教案设计一、教学目标【知识与技能】加深对欧姆定律及其应用的理解,知道测量电阻的原理。

【过程与方法】通过进行伏安法测量电阻的实验,进一步掌握使用电压表和电流表的方法,学会用伏安法测量电阻。

【情感态度与价值观】通过做伏安法测电阻的实验并观察试验现象分析结果,培养动手能力和实验设计能力,并养成求真务实、细致严谨的科学态度。

二、教学重难点【重点】根据实验原理设计电路图,并且能用滑动变阻器来改变待测电阻两端的电压。

【难点】组装电路,分析实验,发现规律,以及对电阻概念的理解认识。

三、教学过程环节一:新课导入问题引入:如何测定一个定值电阻的大小?先引导学生回顾上一节所学的欧姆定律的知识,然后得出根据欧姆定律的变形公式,通过测量通过电阻的电流以及电阻两端的电压得出定值电阻的电阻值的方法。

环节二:新课讲授设计实验已经讨论出了实验原理和实验方法,即测量电流和电阻根据公式得出电阻值。

但为了减少实验误差,实际测量中要改变待测电阻两端的电压,多次测量电压以及电流的值,求出每次的电阻值,最后求出电阻的平均数。

其中串联一个滑动变阻器,移动滑片,就可以改变定值电阻两端的电压和流过的电流。

电路图如图所示:所用器材有:电源、开关、定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、导线若干。

进行实验首先,根据电路图连接电路。

在连接电路过程中要指导学生在实验过程注意哪些问题,比如,连接电路时,开关应处在断开状态;闭合开关前检查滑动变阻器是否处于阻值最大处;电压表电流表的支付接线柱的正确连接等。

且应该提醒学生通过“试触”进行测量工具量程的选择,在闭合开关前仔细检查电路连接情况。

在学生连接完电路后,应该检查学生的电路连接情况,确保电路连接没有问题。

其次,闭合开关,通过移动滑动变阻器的滑片来改变待测电阻两端的电压,注意应提醒学生不能将滑动变阻器调节的太狠,也不能超过测量工具的量程,并且指导学生设计表格将所测量的数据记录在表格中。

最后,断开开关,整理器材,收拾仪器,结束实验。

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电子系统设计》课程设计题目:电阻测量系统设计自动电阻测试仪【摘要】本简易自动电阻测试仪具有手动四档及自动三档量程转换电阻测试功能,以单片机为控制核心,使用仪表运放来精确采集被测电阻两端电压,经过模数转换电路将模拟信号转换成数字信号,以便单片机进行处理。

最后通过LCD12864夜晶显示出结果,能自动显示小数点和单位;并且该装置具有电阻自动筛选和自动测量显示电位器变化曲线的功能。

实验结果表明,本系统完全达到设计要求,多项指标优于题目要求。

【主要技术】(1)通过编程来实现对电阻值的直接测量(2) 12 位A/D 转换技术(3)量程转换技术(4)液晶显示器的有效应用(5)串并转换技术(6)通过单片机控制电机实现对电位器的自动控制【关键词】模数转换;自动量程转换;INA114;电阻;MCU液晶显示;目录一、系统方案 (4)1.1 设计要求 (4)1.1.1 任务 (4)1.1.2 要求 (4)1.2 总体方案 (5)1.2.1 方案论证与比较 (5)1.2.2 系统组成 (5)二、理论计算与电路分析 (6)2.1 电阻测量原理 (6)2.2.1 测量电路 (6)2.1.2 基准电压电路 (7)2.2 自动量程转换与筛选的设计 (7)2.2.1 自动量程转换 (7)2.2.2 筛选功能 (8)2.3 电位器阻值变化曲线装置的设计 (8)三、电路与程序设计 (8)3.1 电路设计与分析 (8)3.1.1 电源模块 (8)3.1.2 测量及转换模块 (9)3.1.3 控制显示模块 (10)3.1.4 辅助装置 (10)3.2 程序流程图设计 (11)四、系统测试方案与结果 (13)4.1 测试条件 (13)4.2 测试方案 (13)4.3 测试结果及分析 (13)五、结论和系统特色 (14)一、系统万案1.1设计要求1.1.1任务设计并制作一台简易自动电阻测试仪。

1.1.2要求(1)基本要求①测量量程为100 Q、1k Q、10k Q、10MQ四档。

测量准确度为±(1%读数+ 2 字)。

②3位数字显示(最大显示数必须为999 ),能自动显示小数点和单位,测量速率大于5次/秒。

③100 Q、1k Q、10k Q三档量程具有自动量程转换功能。

(2)发挥部分①具有自动电阻筛选功能。

即在进行电阻筛选测量时,用户通过键盘输入要求的电阻值和筛选的误差值;测量时,仪器能在显示被测电阻阻值的同时,给出该电阻是否符合筛选要求的指示。

②设计并制作一个能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化曲线的辅助装置,要求曲线各点的测量准确度为±(5%卖数+2字),全程测量时间不大于10秒,测量点不少于15点。

辅助装置连接的示意图如图1所示。

③其他驱动设备f电机)J —O* Lr*图1辅助装置连接的示意图1.2总体方案1.2.1方案论证与比较(1)电阻信号的采集方案一:恒流法恒流法的依据是信号源阻为无穷大,电流恒定。

此特性对于测量本题中小于10k Q的电阻有较高的精度,但在测量阻值较高的电阻时,一方面被测电阻R X的压降过大,有可能进入非线性区;另一方面,实际电流源的阻不可能为无穷大,大阻值的电阻已接近电流源的阻,此时电流源阻的分流已不能忽略,从而影响测量精度。

方案二:恒压法恒压法的依据是信号源阻为0,电压恒定,此特性对测量中高阻值电阻有较高的精度,但测量较小阻值电阻时也会存在一定的误差。

方案选择:本设计偏重于中高阻值电阻的测量,故选方案二,并且通过与标准电阻串联分压方式减少测量小电阻时的误差。

(2)自动量程的转换方案一:采用多量程开关MPC50切换不同阻值的标准电阻。

优点:易于控制,电路简单。

缺点:器件本身有1k Q电阻,对测量结果有较大影响。

方案二:采用继电器来切换标准电阻。

优点:器件无电阻,对测量结果影响小,易于控制。

缺点:电路稍显复杂,切换有响声。

方案选择:本设计要求准确度达到 1 00 2,故采用方案二。

(3)信号转换方案一:采用单片机部的A/D转换器。

优点:电路结构简单。

缺点:转换速度慢,干扰大,准确度达不到要求。

方案二:外接12位ADS805A/D转换器。

优点:转换速度快,准确度高。

缺点:外围电路复杂,占用较多的I/O 口。

方案选择:本设计侧重于高准确度,因此采用方案二。

1.2.2系统组成本系统组成框图如图2所示。

图2系统框图、理论计算与电路分析2.1电阻测量原理2.2.1测量电路采用串联电阻分压的方式来确定测量电阻,如图3所示。

根据欧姆定理可知,只需测出R X两端电压和流过它的电流就可计算出R x。

由图3可知R X U x R i ,使用了TI公司生产的仪表放大器INA114测量U x的5 U x值,U。

U x,测出U。

的值即可知被测电阻值。

INA114是一种通用仪用放大器,尺寸小、精度高、价格低廉,可用于电桥、热电偶、数据采集、RTD专感器和医疗仪器等。

INA114只需一个外部电阻就可以设置1至10000之间的任意增益值,部输入保护能够长期耐受土40V,失调电压低(50卩V),漂移小(0.25卩V/C),共模抑制比高(G=1000时为50dB),用激光进行调整,可以在土2.25V的电压下工作,使用电池(组)或5V单电源系统,静态电流最大为3mAINA114采用8引脚塑料封装或SOL-16表面封装贴件,使用环境温度为-40 C〜+85C。

测量电路2.1.2基准电压电路为了使测量更精准,必须提供准确稳定的+5V 电压。

因此采用三端可编程并 联稳压管TL431构成+5V 串联稳压器。

输出电压V O 电路如图4所示。

仪器公司(TI )生产的TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调 分流基准源。

其输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从 Verf ( 2.5V )到36V 围的任何值。

该器件的典型动态阻抗为0.2 Q, TL431是一种并联稳压集成电路。

因其性能好、价格低,因此广泛应用在各种电源电路中。

图4 +5V 基准电压电路2.2自动量程转换与筛选的设计2.2.1自动量程转换自动量程转换功能的实现由单片机检测U X 值的大小来切换相应档位的继电器是否导通,从而实现电阻测量量程的自动转换,电路如图 5所示自动量程采用由高位档向低位档逐档比较的切换方式。

当由手动量程转换切到自动量程转换测量时,继电器自动切换到10k Q 档位,当测试出的U X >2.500V 时(即被测电阻》10k Q ),则超出自动测量围,并显示“超出量程”;当0.476V+5V1 空?V ref 22.5 5VR 3+9V8050V OR 13k QTL431+C 1■—I 卜10uF i —''R 2 +5V 1k Q?1:Q图5 量程转换电路R X U U X< U X v2.500V时(即1k QW被测电阻v 10k Q),则档位不变,并显示测量电阻值;当U x v 0.476V时(即被测电阻v 1k Q),则档位切换到1k Q档位。

当切换到1k Q档位时,再次检测U x值,当测得0.476V < U x时(即被测电阻》100Q),则档位不变,并显示测量电阻值;当测得U x v0.476V时(即被测电阻v100Q),则档位切换到100Q档位。

当切换到100Q档位时,则直接显示测量电阻值。

2.2.2 筛选功能筛选功能先计算出设定阻值的围,假设要求的电阻值为R Y , 误差值为,则电阻筛选围为(R Y -)~(R Y +)。

测量时将电阻测试仪调到自动档,测量出被测电阻的阻值R x ,然后判断R x 是否在筛选围里,若在此围则显示筛选符合要求并显示具体阻值,否则显示不符合筛选要求。

2.3 电位器阻值变化曲线装置的设计将小型直流电机的转轴与4.7k Q旋转式单圈电位器相连,从电位器引出两点用于测量显示,为了能准确显示被测电位器阻值从0~4.7k Q的变化,本装置在电位器的零欧姆位置安装了行程开关,用于控制电位器从零开始变化。

三、电路与程序设计3.1 电路设计与分析从整体来看,本测试仪由供电系统(即电源模块)、电阻测量及量程转换模块、控制运算及显示模块。

3.1.1 电源模块电源电路如图6所示,采用LM317和LM337来输出土12V、± 8V、+5V。

LM317+和LM337输出电压精度更高。

+5V 用于给单片机供电;+8V 经过TL431稳压成标 准的+5V 提供测量电阻的基准电压。

+5V 用于ADS805供电。

土 12V 用于仪表运放INA114供电3.1.2测量及转换模块电阻值测量电路及自动量程转换电路,如图7所示。

用红黑表笔测量被测电阻,得出U 。

并送入单片机,即显示出相应阻值。

通过单片机输出的控制信号来 调节继电器KM 的切换,进而控制了量程的转换220V图6电源电路O图7测量及量程转换电路IN4007200 Q 控制信号C J5圈线器电继一3.1.3控制显示模块单片机控制显示模块如图8所示,控制电路采用外接AD单片机部自带的AD只有10位,不能满足本设计中对准确度1%勺要求,因此采用外接12位的ADS805采集的电压信号经过OPA2209跟随到AD中,使用OPA2209起到输入阻抗的变换,减小AD对信号的影响。

由于控制采集信号需片机的接口不够用,因此在显示电路部分,采用了两个74HC595来节省显示部分的接口。

3.1.4辅助装置辅助装置是将小型直流电机的转轴与4.7k Q旋转式单圈电位器相连,从电位器引出两点用于自动测量显示电位器阻值随旋转角度变化的曲线。

由于单片机输出的信号不能驱动电机,因此在电路设计中采用TA8428K驱动直流电机,如图9所示。

东芝双极型线性集成电路TA8428K用于电机旋转控制,电机的正转,反转,停止和制动操作可供选择,具有热关断和短路电流保护等功能,输出电流的峰值为3.0 A 。

要大量I/O 口,导致单74HC595是硅结构的CMO器件,具有8位串行输入/输出或者并行输出移位寄存器、+12V图9辅助装置连接电路图3.2程序流程图设计程序设计的总体思路如图10所示控制信号TA 8428K Ti III I [4.7k QLCD显示初始化图5程序流程图四、系统测试方案与结果4.1测试条件(1)仪器UT60D三位半数字万用表一台UT71A四位半数字万用表一台(2)环境条件测试环境温度在26 r左右。

4.2测试方案将自动电阻测试仪分别调到100Q档、1k Q档、10k Q档和10MQ档测量量程围的不同阻值的电阻R a,并记录结果。

然后用四位半数字万用表分别测量被测电阻的阻值R b,利用公式求出准确度Q Ra Rb 00 。

R b4.3测试结果及分析不同档位的电阻测试结果如表1所示,通过测试数据可知,其测量准确度达到设计要求,能自动显示小数点和单位,测量速度远远大于5次/秒,并实现了100Q档、1k Q档和10k Q档三个档的量程自动转换功能。

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