[發明專利]一種寬量程高精度自適應的測量系統及方法

在審

• 申請號: 202310193596.0
• 申請日: 2023-03-02
• 公開（公告）號: CN116413491A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 萬利劍;翟敏
• 申請（專利權）人: 上海肇芾精工電子儀器有限公司
• 主分類號: G01R15/12
• 分類號: G01R15/12;G01R19/00;G01R1/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種寬量程高精度自適應的測量系統及方法，此系統包括數據比較器以及分別與所述數據比較器連接的預處理模塊、可變增益控制器、二次處理模塊，所述預處理模塊與所述可變增益控制器連接；所述預處理模塊用于采集并處理采樣的外部接觸電阻兩端的電壓或電流信號；所述數據比較器用于比較采集的數據集與設定的數據集之間的差異；所述可變增益控制器用于調節信號輸入量來控制輸出，以維持系統輸出的信號穩定在理想水平；所述二次處理模塊用于對采集的信號進行二次處理后輸出。其能夠自適應采集外部接觸電阻兩端的電壓或電流信號，準確表征實際應用，提高了故障分析的效率。

技術領域

本發明涉及萬用表技術領域，尤其是涉及一種寬量程高精度自適應的測量系統及方法。

背景技術

市場上出現的手持式測量設備，以簡單快速方便為特點，但是針對精密測量需求存在很大的局限性。比如日漸興起的穿戴設備，智能物聯網等應用場景，測量精度等要求無法滿足。

現有的技術中，萬用表的基本原理是利用一只靈敏的磁電式直流電流表(微安表)做表頭。當微小電流通過表頭，就會有電流指示。但表頭不能通過大電流，所以，必須在表頭上并聯與串聯一些電阻進行分流或降壓，從而測出電路中的電流、電壓和電阻。

1a.如圖1a所示，在表頭上并聯一個適當的電阻(叫分流電阻)進行分流，就可以擴展電流量程。改變分流電阻的阻值，就能改變電流測量范圍。

1b.如圖1b所示，在表頭上串聯一個適當的電阻(叫倍增電阻)進行降壓，就可以擴展電壓量程。改變倍增電阻的阻值，就能改變電壓的測量范圍。

1c.如圖1c所示，因為表頭是直流表，所以測量交流時，需加裝一個并、串式半波整流電路，將交流進行整流變成直流后再通過表頭，這樣就可以根據直流電的大小來測量交流電壓。擴展交流電壓量程的方法與直流電壓量程相似。

1d.如圖1d所示，在表頭上并聯和串聯適當的電阻，同時串接一節電池，使電流通過被測電阻，根據電流的大小，就可測量出電阻值。改變分流電阻的阻值，就能改變電阻的量程。

此類測量方法的缺點：擴展量程有限，舉個例子，如被測試目標阻值與設備等效阻抗值接近甚至小于設備，則測試得到的值并不是真實有效的，而是二者的并聯等效值。再舉個例子，如被測試目標電壓值過低，容易受應用環境噪聲干擾，并不能得到真實有效的電壓值。

針對開短路測試，原理如下：開路通常被等效為極大的阻抗值(量級可達幾十MΩ)，短路則被等效為極小的阻抗值(量級可達幾十mΩ)。對于實際應用中經常出現的接觸不良，則無法自適應。因為接觸不良可以等效的阻抗值范圍極大，從幾十mΩ到幾十MΩ，導致實際應用時無法準確表征，對系統板中的故障失效分析帶來很大的不便。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種寬量程高精度自適應的測量系統及方法，其能夠自適應采集外部接觸電阻兩端的電壓或電流信號，準確表征實際應用，提高了故障分析的效率。

本發明的上述發明目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種寬量程高精度自適應的測量系統，包括數據比較器以及分別與所述數據比較器連接的預處理模塊、可變增益控制器、二次處理模塊，所述預處理模塊與所述可變增益控制器連接；

所述預處理模塊用于采集并處理采樣的外部接觸電阻兩端的電壓或電流信號；

所述數據比較器用于比較采集的數據集與設定的數據集之間的差異；

所述可變增益控制器用于調節信號輸入量來控制輸出，以維持系統輸出的信號穩定在理想水平；

所述二次處理模塊用于對采集的信號進行二次處理后輸出。