[發明專利]一種寬量程高阻測試電路及方法

在審

• 申請號: 201710201277.4
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN106707027A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 曾宇;曾繁建;張文燦
• 申請（專利權）人: 漳州市東方智能儀表有限公司
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及高阻測試領域，特別是一種寬量程高阻測試電路及方法。

背景技術

傳統的數字高阻表如兆歐表工作原理為：機內電池作為電源經DC/DC變換產生的直流高壓由E極出經被測試品到達L極，從而產生一個從E到L極的電流，經過I/U變換經除法器完成運算直接將被測的絕緣電阻值由LCD顯示出來，這種方法線路復雜，儀表難以做到小體積，測試時需要產生高達幾百伏的電壓，不但對使用者有安全隱患，而且可能會損壞被測物。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提出一種寬量程高阻測試電路及方法，無需高壓供電，有助于解決目前高阻測試儀成本較高，使用安全性較差等問題。

本發明采用以下方案實現：一種寬量程高阻測試電路，包括MCU、信號跟隨器、若干標準電阻、濾波電容以及待測電阻；所述若干標準電阻的一端與所述MCU的IO口相連，所述若干標準電阻的另一端相連并連接至所述待測電阻的一端、所述濾波電容的一端、所述信號跟隨器的正輸入端；所述待測電阻的另一端連接至電源，所述濾波電容的另一端接地，所述信號跟隨器的負輸入端、輸出端均連接至MCU，用以給MCU提供反饋信號。

進一步地，所述若干標準電阻包括4個標準電阻。

進一步地，所述信號跟隨器由運算放大器組成。

本發明還提供了一種基于上文所述寬量程高阻測試電路的方法，所述MCU根據待測電阻的大小自動控制IO口切換不同的高阻態模式進而切換不同的標準電阻的連接狀態實現分壓，分壓后經所述濾波電容進入所述信號跟隨器，所述MCU將所述信號跟隨器輸出的電壓值進行處理換算成電阻值后送顯示。

進一步地，所述MCU控制所述信號跟隨器輸出的電壓穩定在1/2VCC左右，所述VCC為所述待測電阻另一端連接的電源。

與現有技術相比，本發明有以下有益效果：本發明電路簡潔，靈活簡單，測量線性度好一致性佳，可測量高達200G的電阻，無需任何電位器調節。

附圖說明

圖1為本發明實施例中的電路連接示意圖。

其中，Rf1至Rf4為標準電阻，Rx為待測電阻。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明做進一步說明。

如圖1所示，本實施例提供了一種寬量程高阻測試電路，包括MCU、信號跟隨器、若干標準電阻、濾波電容以及待測電阻；所述若干標準電阻的一端與所述MCU的IO口相連，所述若干標準電阻的另一端相連并連接至所述待測電阻的一端、所述濾波電容的一端、所述信號跟隨器的正輸入端；所述待測電阻的另一端連接至電源，所述濾波電容的另一端接地，所述信號跟隨器的負輸入端、輸出端均連接至MCU，用以給MCU提供反饋信號。

在本實施例中，所述若干標準電阻包括4個標準電阻，具體可以根據測量量程的需要相應增加或減少。

在本實施例中，所述信號跟隨器由運算放大器組成。

本實施例還提供了一種基于上文所述寬量程高阻測試電路的方法，所述MCU根據待測電阻的大小自動控制IO口切換不同的高阻態模式進而切換不同的標準電阻的連接狀態實現分壓，分壓后經所述濾波電容進入所述信號跟隨器，所述MCU將所述信號跟隨器輸出的電壓值U1進行處理換算成電阻值后送顯示。

在本實施例中，所述MCU控制所述信號跟隨器輸出的電壓U1穩定在1/2VCC左右，所述VCC為所述待測電阻另一端連接的電源。

具體的，在本實施例中，由于MCU的IO口可以設置為高阻態，當設置為高阻態時可以認為該電路信號連接為物理上斷開，因此可以把MCU當作一個模擬開關，根據被測電阻的大小自動控制IO口切換不同的高阻態模式來切換不同的標準電阻與之分壓，分壓后經過一濾波電容C1進行濾波后進入運放組成的信號跟隨器，并將跟隨器輸出的電壓進行處理換算成電阻值后送顯示。

如果在測量過程中讓分壓點電壓盡量保持在1/2VCC附近，就能得到最大精度的測量線性。本實施例將測量范圍分成多個量程，根據每段測量范圍分配不同標準電阻的Rfn(n:1.2...n)，MCU不斷檢測分壓電路分壓值，根據測量結果通過對幾個IO輸出不同的高阻態來選通分壓網絡，從而自動改變Rfn阻值以確保信號跟隨器輸出給MCU 的電壓盡可能的在1/2VCC附近。為了提高輸入阻抗，減小輸出阻抗，分壓后的接入由運放組成的信號跟隨器，再輸出給MCU進行處理，再根據建立好的電壓與阻值的對應數學模型將電壓換算成阻值后送顯示。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。