[實用新型]一種交直流恒流型用于電阻和阻抗檢測的ADC前置電路

有效

• 申請號: 202123138962.8
• 申請日: 2021-12-15
• 公開（公告）號: CN216792298U
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 廖無限;彭思程;李哲;羅超逵;鄧江偉;黃勃;寧佐權;諶安平;唐忠健;張旭;謝豪
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: G01R1/28
• 分類號: G01R1/28;G01R1/36;G01R27/08;G01R27/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種交直流恒流型用于電阻和阻抗檢測的ADC前置電路，包括交直流恒流源、假負載、緩沖器、參考信號輸入端Vref、信號輸出端V_ADC和待測電阻Rx；參考信號輸入端Vref用于匹配直流或交流參考信號，緩沖器用于阻抗變換，交直流恒流源用于產生相應的直流或交流恒流源。本發明提供的一種交直流恒流型用于電阻和阻抗檢測的ADC前置電路，在保證精度和效率的前提下，它可以替代傳統四線法，不但具有開路保護功能，而且可以檢測直流電阻或檢測交流阻抗，還具有電路結構較簡單，硬件成本較低的突出優勢。

技術領域

本發明涉及電氣檢測領域，特別是涉及一種交直流恒流型用于電阻和阻抗檢測的ADC前置電路。

背景技術

在電氣檢測領域，常用伏安法檢測交流阻抗或直流電阻的大小，隨著數字電路的發展，在電氣檢測領域運用ADC（Analog-to-digital converter，模擬數字轉換器）技術來對電阻值或阻抗值進行數字測量日漸普遍，相對于傳統的指針式的伏安測量法，數字測量的精度和效率都有很大的提高；當前，在數字測量中，提高測量精度和效率的關鍵之一在于改進ADC前置電路；另外，四線法電路也是電阻和阻抗檢測中較常運用的ADC前置電路之一。

發明人在實現本發明實施例過程中發現：

（1）在傳統的四線法電路中，電流測量回路與電壓測量回路相互獨立，電路結構相對復雜，其成本相對較高；

（2）在傳統的四線法電路中，因為在電流測量回路中采用了恒流源，所以被測直流電阻或交流阻抗的ADC前置電路必須要考慮不能開路的問題，否則會危及其后端連接的信號調理電路或處理器的安全，造成不可逆的損壞；

（3）當前檢測直流電阻和交流阻抗大多分別采用不同的ADC前置電路，其測量效率難以提高，測量成本難以降低。

總之，在當前電氣檢測領域，缺乏一種用以替代傳統四線法的ADC前置電路，在保證精度和效率的前提下，將電流測量回路和電壓測量回路合二為一，它不但具有開路保護功能，而且可以檢測直流電阻或檢測交流阻抗。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種交直流恒流型用于電阻和阻抗檢測的ADC前置電路，具體技術方案是：

一種交直流恒流型用于電阻和阻抗檢測的ADC前置電路，包括交直流恒流源、假負載、緩沖器、參考信號輸入端Vref、信號輸出端V_ADC和待測電阻Rx；所述假負載的阻抗遠大于待測電阻Rx的阻抗；

所述參考信號輸入端Vref用于匹配直流電壓或交流電壓參考信號，需要檢測直流電阻值時，則匹配直流電壓參考信號；需要檢測交流阻抗值時，則匹配交流電壓參考信號；

所述緩沖器用于阻抗變換，通過增大輸入電阻或阻抗、降低輸出電阻或阻抗的方式來降低測量誤差；交直流恒流源接收所述參考信號輸入端Vref的信號，經過電路轉換后，產生相應的直流或交流恒流源，其輸出端與所述緩沖器的一端和假負載的一端相連，其相連的接點設置為端口Ux，假負載的另一端與所述待測電阻Rx的一端和電源地相連，待測電阻Rx的另一端與端口Ux相連，緩沖器的另一端與信號輸出端V_ADC相連。

進一步地，所述假負載為等效的固定電阻、等效可調的電阻或電子負載。

進一步地，所述緩沖器包括運算放大器U4；運算放大器U4的同相輸入端U4a與所述端口Ux相連，運算放大器U4的反相輸入端U4b與運算放大器U4的輸出端和信號輸出端V_ADC相連。