[發(fā)明專利]一種快速表征超過特定阻值的方法及裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410164430.7
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN103926467A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉鵬;關(guān)永;金聲震;張銳;王洪民;劉超
• 申請（專利權(quán)）人: 首都師范大學(xué);北京漢迪永創(chuàng)科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01R27/14
• 分類號(hào): G01R27/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種表征特定阻值的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種快速表征對象超過特定阻值的方法及裝置。

背景技術(shù)

在電子科學(xué)技術(shù)中，經(jīng)常需要使用到基礎(chǔ)的特征阻值，例如溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、加速度傳感器等。所述的特征阻值能夠被快速表征是非常重要的。

常規(guī)表征阻值的方法有兩種：一種是最為常見的利用歐姆定律的伏安法或其變異方法，圖1所示為兩端伏安表征法的結(jié)構(gòu)圖，其中包括被表征的電阻13，限流電阻12，測量電流的電流表14和電壓表15。所描述的方法是施加直流電壓11經(jīng)過限流電阻12產(chǎn)生電流流經(jīng)到被表征的電阻13，通過電流表14和電壓表15獲得流經(jīng)被表征電阻的電流I和被表征電阻兩端電壓值V，利用歐姆定律R＝V/I計(jì)算得到被表征電阻13的阻值。對伏安法也可以采取變異改進(jìn)方法，如通過增加電路的復(fù)雜度和昂貴優(yōu)質(zhì)的器件實(shí)現(xiàn)施加恒流或恒壓等以減少誤差和提高表征速度。如果需要確定是否超過了預(yù)期設(shè)定的阻值，必須通過人工比較或增加其他電路來實(shí)現(xiàn)。上述的表征方法屬于常規(guī)測量方法，達(dá)到表征需要較長的轉(zhuǎn)換時(shí)間。在需要快速表征的場合情況下有較大局限性。

另外一種常用方法如圖2所示，采用集成運(yùn)放、模/數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)來實(shí)現(xiàn)數(shù)字式測量被表征電阻阻值。其結(jié)構(gòu)包括被表征的電阻21，在選擇適當(dāng)?shù)姆謾n量程和電阻/電壓轉(zhuǎn)換22后，通過集成運(yùn)算放大器組成的信號(hào)調(diào)理單元23對電壓信號(hào)做適當(dāng)?shù)奶幚恚詽M足模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)24所需的電壓幅度，ADC在穩(wěn)定的參考電壓25下把模擬的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)量，微處理器26接收到數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理以及驅(qū)動(dòng)，通過顯示29輸出測量的阻值，當(dāng)然也可以通過通信模塊27把數(shù)據(jù)收發(fā)到PC28或者其他應(yīng)用接口，微處理器26可以通過本身的人機(jī)接口模塊20實(shí)現(xiàn)交互控制，從而可以通過設(shè)定的閾值來確定被表征對象的阻值有沒有超過。上面所述的數(shù)字式表征方法中，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器是關(guān)鍵，需要選擇分辨率高，轉(zhuǎn)換速率快，誤差小等參數(shù)的器件，因此這種方法使用器件多電路比較復(fù)雜，影響精度的因素多，成本高，如果需要同時(shí)實(shí)時(shí)表征多路阻值就更加復(fù)雜和昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

為了能夠快速表征對象的阻值，使系統(tǒng)能夠快速判斷對象的阻值是否超過設(shè)定的閾值，從而能夠快速處理對響應(yīng)時(shí)間要求極高的任務(wù)，本發(fā)明提供了一種快速表征超過特定阻值的方法及裝置。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種用于快速表征超過特定阻值的裝置，其特征在于：包括激勵(lì)脈沖產(chǎn)生單元、緩沖單元、使能控制單元、儲(chǔ)能單元、激勵(lì)差異比較單元和表征指示單元，其中所述激勵(lì)脈沖產(chǎn)生單元與所述緩沖單元連接，該緩沖單元用于暫存所述激勵(lì)脈沖產(chǎn)生單元產(chǎn)生的電壓，所述使能控制單元一方面與所述緩沖單元相連接，另一方面通過表征電路用于連接被表征對象，以使在該使能控制單元激活的情況下，所述緩沖單元上的電壓施加在該被表征對象上，所述儲(chǔ)能單元用于采集脈沖在所述被表征對象上的響應(yīng)，所述激勵(lì)差異比較單元用于比較該響應(yīng)與所述激勵(lì)脈沖產(chǎn)生單元產(chǎn)生的電壓，所述表征指示單元根據(jù)比較結(jié)果表征所述被表征對象是否超出特定阻值。

本發(fā)明還公開了一種用于快速表征超過特定阻值的方法，其特點(diǎn)在于包括如下步驟：

(1)配置激勵(lì)脈沖；

(2)施加激勵(lì)脈沖到被表征對象上；

(3)通過儲(chǔ)能單元采集該脈沖在所述被表征對象上的響應(yīng)；

(4)采集到的該響應(yīng)通過緩沖單元后和該激勵(lì)脈沖進(jìn)行比較，當(dāng)發(fā)現(xiàn)不一致時(shí)，表征所述被表征對象的阻值超過特定阻值。

通過本發(fā)明的上述技術(shù)方案，能夠快速、簡單、實(shí)時(shí)地表征阻值是否超過設(shè)定閾值。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的利用歐姆定律的伏安法測量電路；

圖2是現(xiàn)有的模/數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)字式測量表征阻值的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的快速表征超過特定阻值的方法的示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的快速表征超過特定阻值的方法的結(jié)構(gòu)連接框圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的快速表征超過特定阻值的方法的流程圖；

圖6是一個(gè)激勵(lì)脈沖圖；

圖7是不同阻值的表征對象在一個(gè)脈沖激勵(lì)下的響應(yīng)圖；

圖8是根據(jù)本發(fā)明的表征對象沒有超過特定阻值的響應(yīng)圖；

圖9是根據(jù)本發(fā)明的表征對象超過特定阻值的響應(yīng)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。為清楚起見，省略了對完整理解本發(fā)明不必要的元素。這些附圖提煉為簡單的示意圖，能夠說明本發(fā)明的基本方法及裝置。