[發(fā)明專利]高精度可調(diào)合成電阻、基于該合成電阻的自動測試系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2015-08-06
• 公開（公告）號: CN105023677B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設計）人: 楊春玲;朱敏;王冰;陳宇;喻佳健
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: H01C13/02
• 分類號: H01C13/02;G01R27/08
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 岳昕

技術領域

本發(fā)明涉及高精度電阻的開發(fā)與設計領域。

背景技術

高精度合成電阻的作用是通過數(shù)控獲得高精度電阻，其主要應用于電阻類傳感器的測試電路或儀表的自動校準。高精度合成電阻的自動測試系統(tǒng)能夠自動測試合成電阻的各項參數(shù)，還能夠更加方便的完成合成電阻的自檢。

現(xiàn)有的高精度合成電阻多數(shù)采用運算放大器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)合成電阻，再通過編程得到輸入電壓及電流的比值，即可獲得可編程的線性電阻。但是采用這種方式搭建的合成電阻在搭建過程中非常復雜，而且當數(shù)模轉(zhuǎn)換器的參考電壓較小時，合成電阻精度也不高。因此研發(fā)一個具有高精度的合成電阻是十分必要的。而現(xiàn)有合成電阻的測試系統(tǒng)多采用高精度數(shù)字萬用表，是通過手動方法實現(xiàn)的。但是手動測量繁瑣復雜，且由于環(huán)境因素使得測量值偏差較大，在高精度測量中無法應用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的合成電阻及其自動測試系統(tǒng)搭建復雜、測量精度低及現(xiàn)有的合成電阻的自動測試系統(tǒng)測試方式復雜，且受環(huán)境影響使得測量精度較低的問題，提出了高精度可調(diào)合成電阻、基于該合成電阻的自動測試系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的核心設計是集成AD/DA板卡和中央處理器的應用，與傳統(tǒng)合成電阻相比，高精度的集成AD/DA板卡提高了合成電阻的精度，中央處理器易于擴展，可以嵌入多種算法，例如平均值濾波，PID控制等，又由于集成度高，使得其穩(wěn)定性好。且在PC機中嵌入的信號處理模塊用于采集、存儲及處理萬用表采集的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)。其中，平均值濾波是對輸入的高頻信號進行濾波，最后使合成電阻值更加準確；PID控制實時采集實際的合成電阻值，并與設定的合成電阻值進行比較跟隨，使最后得到的合成電阻值更加準確。

高精度可調(diào)合成電阻，它包括一號輸入接線端A0、二號輸入接線端B0、信號前端處理電路1、集成AD/DA板卡2、穩(wěn)壓源3和中央處理器4；

信號前端處理電路1包括采樣電阻Rb和運算放大器A；采樣電阻Rb的一端連接運算放大器A的正極輸入端；運算放大器A的負極輸入端同時連接運算放大器A的輸出端和集成AD/DA板卡2的AD信號輸入端；運算放大器A的正極電源輸入端連接穩(wěn)壓源3的正極電源輸出端；運算放大器A的負極電源輸入端連接穩(wěn)壓源3的負極電源輸出端；

一號輸入接線端A0連接采樣電阻Rb的一端；采樣電阻Rb的另一端接地；二號輸入接線端B0連接集成AD/DA板卡2的DA信號輸入端；

中央處理器4的AD/DA信號輸入輸出端連接集成AD/DA板卡2的AD/DA信號輸出輸入端。

基于高精度可調(diào)合成電阻的自動測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括PC機5、一號萬用表6和二號萬用表7；PC機5中嵌入信號處理模塊5-1；

一號萬用表6的兩個輸出端分別連接采樣電阻Rb的兩端；二號萬用表7的兩端分別連接一號輸入接線端A0和二號輸入接線端B0；一號萬用表6與PC機5之間通過串口連接；二號萬用表7與PC機5之間通過串口連接；

信號處理模塊5-1用于采集、存儲及處理一號萬用表6和二號萬用表7采集的數(shù)據(jù)。

高精度可調(diào)合成電阻的自動測試系統(tǒng)的自動測試方法，該自動測試方法包括下述步驟：

步驟一、在高精度可調(diào)合成電阻的一號輸入接線端A0和二號輸入接線端B0之間加入測試激勵，測試激勵為電壓源或電流源；

步驟二、采用一號萬用表6測量輸入的電流，采用二號萬用表7測量輸入的電壓；

步驟三、設置一號萬用表6和二號萬用表7的串口參數(shù)，包括串口波特率和奇偶校驗位，同時設置PC機5中信號處理模塊5-1的串口參數(shù)，使信號處理模塊5-1的串口參數(shù)分別與一號萬用表6和二號萬用表7的串口參數(shù)一致；

步驟四、通過PC機5中的信號處理模塊5-1設置測量時間間隔和測量時間，并連接一號萬用表6和二號萬用表7使其處于遙控狀態(tài)，開始測試；

步驟五、PC機5中的信號處理模塊5-1采集一號萬用表6和二號萬用表7測量的電壓數(shù)據(jù)或電流數(shù)據(jù)，并將電壓數(shù)據(jù)或電流數(shù)據(jù)以圖表形式顯示在PC機5上；同時，信號處理模塊5-1對電壓數(shù)據(jù)或電流數(shù)據(jù)做均值處理，獲得電壓平均值和電流平均值，電壓平均值和電流平均值相除即為最終的測量電阻值。

步驟二中的采用一號萬用表6測量輸入的電流是輸入電流通過采樣電阻轉(zhuǎn)換成電壓實現(xiàn)測量的。

有益效果：

1、基于集成AD/D板卡的高精度可調(diào)合成電阻，能夠方便地獲得可調(diào)合成電阻的阻值，與傳統(tǒng)合成電阻相比，本發(fā)明中的高精度可調(diào)合成電阻集成度高，易于構建，易于擴展。