[實用新型]瞬態電阻值測量電路和高速瞬斷測試儀

有效

• 申請號: 201821521172.3
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN208888313U
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 農冠勇;魏武
• 申請（專利權）人: 廣州賽寶計量檢測中心服務有限公司
• 主分類號: G01R27/14
• 分類號: G01R27/14;G01R31/02
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 付建軍

本實用新型公開了一種瞬態電阻值測量電路和高速瞬斷測試儀，所述瞬態電阻值測量電路包括基準電壓源、限流電阻、放大器和模數轉換器；所述限流電阻的一端連接所述基準電壓源，另一端連接被測電阻的一端，所述被測電阻的另一端接地；所述放大器與所述被測電阻的所述一端連接，用于放大所述被測電阻上產生的電壓；所述模數轉換器與所述放大器的輸出端連接，用于將所述放大器輸出的電壓信號轉換成數字量。本實用新型能夠對短時瞬態變化的電阻信號進行高速捕捉和準確測量，具有速度快準確度高的優點。

技術領域

本實用新型涉及儀器檢測技術領域，尤其涉及一種瞬態電阻值測量電路和高速瞬斷測試儀。

背景技術

導通瞬斷測試儀是一種精密測量儀器，用來監測電連接器連接線束及互相連接的元器件在振動、沖擊、碰撞等動載荷環境試驗時是否會突然發生瞬間斷路的現象，同時檢測發生瞬斷的位置和時間，用于判定線束和連接器等元件在動態使用過程中的接觸可靠性。

瞬斷的發生實際是連接器在動態環境下接觸電阻的變化，接觸電阻的變化有明顯斷路、時通時斷、接觸電阻穩定增大、接觸電阻無規律增大、接觸電阻周期變化、接觸電阻瞬間變化等，這幾種接觸電阻變化有的已經屬于不可靠連接，因此判定瞬斷現象是否發生，實際上就是測量接觸電阻的瞬態量值和瞬變時間是否超過規定值。

現有的用于瞬斷測試儀的瞬態電阻測量方法是恒流源電阻測量法。根據歐姆定律R＝U/I，在被測電阻上施加恒定的電流，測量被測電阻的電壓值，就可以計算出被測電阻上的電阻值，圖1為現有技術的恒流法實現的電阻測量原理圖，其中，R1為被測瞬斷電阻，Vo為瞬斷電阻R1上的電壓降，I為流入瞬斷電阻的電流。

這種電路的電壓輸出與電阻的阻值呈線性關系，測量精度高，非常適合在高精度電阻測量的應用場合。這種電路的缺點在于電路結構較為復雜，同時因為恒流源電路本身的負載特性，恒流源在負載變化時電流會產生變化，要達到電流穩定需要一定振蕩調整的時間。

圖2是現有技術的恒流源電阻測量法的說明圖，其中的(a)為恒流電路原理圖，(b)為恒流源在被測電阻突然變化時產生的電流瞬態響應過程。在圖2(a)所示的恒流電路中，Vref為參考電源，C_f為外部線路的分布電容，C_i為晶體管分布電容，Rs為恒流采樣電阻，R1為被測電阻。在圖2(b)中，I為流入被測電阻的電流，Ts為恒流動態穩定時間。由于存在外部線路的分布電容及晶體管分布電容，這個電流瞬態響應過程中，電流的大小不能確定，被測電阻上的電壓沒有正確反應電阻準確值，導致電阻測量出現較大的誤差。

高速瞬斷測試儀主要測量短時瞬態變化的電阻值，通過測量瞬態電阻值來判斷是否達到瞬斷條件，要求在瞬態電阻時間測量分辨率達到0.1μs級別的同時，又要保持電阻測量的精度，因此要求恒流電流的最小穩定時間在0.1μs以內。

而如圖2所示，在被測電阻R1突然快速變化的過程中，恒流源電流失去穩定，反饋回路與恒流基準電壓產生不平衡的偏差信號，運算放大器輸出調節電壓，試圖使輸出電流保持穩定，從而使電路進入阻尼振蕩調節過程；由于功率晶體管輸入電容、分布電容、反饋電容、運放輸出電阻等影響，這些因素都會使恒流源的瞬態響應時間降低，阻尼振蕩時間變長。

如典型MOS管的輸入電容Ci的容量大約為1000pF左右，典型運算放大器輸出阻抗在50～200Ω左右，它的時間常數T＝RC＝50×10-9＝0.05μs，在一個動態穩定過程中最少要5個以上周期的調整時間才能穩定下來。這個時間遠超過0.1μs，且不包括電源紋波、分布電容、運放的帶寬、反饋時間等在內的影響，實際還需要更長的穩定時間。因此恒流源電阻測量法不適合作為高速瞬斷測試儀的瞬態電阻測量方法。

實用新型內容

針對現有技術的恒流源電阻測量法存在的結構復雜、穩定時間長的問題，本實用新型的目的是提供一種瞬態電阻值測量電路和高速瞬斷測試儀，能夠對短時瞬態變化的電阻信號進行高速捕捉和準確測量，速度快、準確度高。