[实用新型]智能数字化电位比电阻测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电阻测量仪，尤其涉及一种智能数字化电位比电阻测量仪。

背景技术

电阻的测量和标准电阻的量值传递(计量)是一项重要的基础性技术工作，在我国已形成了一个完整的测量和量值传递体系。随着经济、社会和科学技术的发展，体系中原有的电阻测量仪器已进入更新换代期，市场需求的是高性能的电阻测量仪。

现有电阻测量的仪器和方法有：

1、传统的用于一般电阻测量的仪器为电阻电桥，其主体结构由多个十进电阻盘和指零仪等组成，十进电阻盘由镀银的十进开关和精密锰铜合金电阻组成。测量时需手工调节、计算而得到测量结果，工作效率低，测量方法限制了其测量准确度，制造时耗费银、铜资源成本高。

2、用于标准电阻量值传递(计量)的是电流比较仪电桥，其测量方法为电阻比比较法，通过比较仪分别测得被测和标准电阻的测量值Rx₁和Rs₁，然后按公式Rx＝(Rx₁/Rs₁)×Rs计算得到被测电阻的值。电流比较仪电桥的主体结构由高性能磁性材料、几十个十进开关调节感应线圈、光电放大指零仪等组成。体积庞大，手工操作繁锁，效率低，制造工艺复杂，制造、维护的成本高。

3、数字式电阻测试仪采用的直流压降法，使用方便、显示直观。但此方法的测量结果中包含了测试电流的误差。

4、数字电压表法用于电阻的量值传递(计量)的方法为模拟电位比比较法，因为数字式直流电压表(DVM)测量模拟电压的水平高，用DVM对被测和标准电阻上的电位分别进行测量，得到Ux和Us的值，然后按Rx＝(Ux/Us)×Rs计算出Rx的值。因为对Ux和Us的测量不是同时进行的，测量电路中的电流误差和漂移直接影响测量结果，因此此方法的测量准确度受到限制。

发明内容

本实用新型的目的就在于利用单片机技术，克服电阻电桥、比较仪电桥、数字式电阻测试仪等存在的方法、结构和技术问题，提供一种智能数字化电位比电阻测量仪，将电阻比比较法、电位比比较法等创新为数字化电位比比较法，实现自动和准确可靠的测量。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

测量方法为数字化电位比比较法：双单片机同步控制被测和标准电位信号的采样、转换、存储，自动计算数字信号电位比和测量结果，消除了测试电流误差和漂移对测量结果的影响。

将被测电阻和标准电阻串联连接，测量时流过同一测试电流，被测电阻和标准电阻上的模拟电位分别为Ux和Us。信号Ux接入由第一放大器、第一模/数转换器和第一单片机组成的信号处理通道；信号Us接入由第二放大器、第二模/数转换器和第二单片机组成的信号处理通道。第一、二单片机接受同一键入指令，执行同步控制程序，使两个通道同时对Ux、Us信号进行采样、转换、存储。第一单片机再执行数据处理程序，从第一、二单片机中调出存储单元中存入的Ux、Us对应的数字信号和预先存入的已知的标准电阻对应的二进制数，按公式Rx＝(Ux/Us)×Rs，自动计算出数字化电位比和标准电阻对应二进字数的乘积，从而得到被测电阻的值。被测电阻的测量值由显示器实时显示。

通过执行同步控制和数据处理程序，将模拟电位比改变为数字化电位比，消除了测试电流误差和漂移对测量结果的影响，使仪器的误差仅取决于标准电阻的误差，从而提高了测量准确度。通过校准，对放大器和模/数转换器的误差，可由软件对其进行修正。

智能数字化电位比电阻测试仪人机界面提供视觉中文提示字符，采用一键多义功能设计，按键键入指令操作，简单快捷。主程序、定时中断程序、串行中断程序采用模块化设计，用C语言编程，在规划的系统软件支持下，使仪器具有测量、数据存储、查询、下载、远传、远程管理等功能，实现高性能智能化。

具体地说，智能数字化电位比电阻测量仪包括恒流源，被测电阻，标准电阻，第一、二信号放大器，第一、二模/数转换器，第一、二单片机，显示器，功能键，Rs-232接口和USB接口；

被测电阻和标准电阻串联后接入恒流源；

第一信号放大器和被测电阻并联，第一信号放大器、第一模/数转换器和第一单片机依次连接，第一单片机分别与显示器、功能键连接；

第二信号放大器和标准电阻并联，第二信号放大器、第二模/数转换器和第二单片机依次连接，第二单片机分别与Rs-232接口、USB接口连接。

第一单片机和第二单片机相互连接。

本实用新型具有下列优点和积极效果：