[发明专利]一种无线多通道微型阻抗测量系统

权利要求书

1.一种无线多通道微型阻抗测量系统，其特征在于，包括阻抗测量电路以及通道切换电路，其中：

所述通道切换电路包括用于接入待测物体的8选1测量通道、用于校准的8选n校准电阻、用于反馈的8选n反馈电阻，其中，n为大于等于1、小于等于8的自然数；

其通道切换电路还包括2选1开关（U2），所述阻抗测量电路与所述2选1开关连接，所述2选1开关的其中一个开关与所述8选1测量通道（U4）连接，所述2选1开关的另外一个开关与所述8选n校准电阻（U3）连接，所述8选1测量通道的共有输出端以及所述8选n校准电阻的共有输出端分别与所述8选n反馈电阻（U5）的共有输入端连接，所述8选n反馈电阻的共有输入端和共有输出端分别跨接在集成放大器（U6）的负极输入端和输出端上；

所述阻抗测量电路与所述通道切换电路连接，用于产生正弦激励电压以对待测物体进行阻抗测量；

所述2选1开关中与所述8选n校准电阻连接的开关接通时，进入校准阶段，所述校准阶段包括：

根据上位机设置指令对所述8选n校准电阻进行电阻选择，并将选择的校准电阻值记为R_CAL，对所述8选n反馈电阻进行电阻选择，并将选择的反馈电阻值记为R_FB，其中，R_CAL=R_FB；

执行上位机测量指令，采集此时接入校准电阻和反馈电阻工况下，所述阻抗测量电路测量并储存在寄存器中的阻抗第一实部值R_校和第一虚部值I_校，根据计算得到校准电阻的模值M_校，计算增益系数GF和系统相位θ_system；

所述2选1开关中与所述8选1测量通道连接的开关接通时，进入测量阶段，所述测量阶段包括：

选择与校准阶段相同的反馈电阻通道，根据上位机测量指令选择接入待测物体的某一测量通道；

执行阻抗测量指令，采集此工况下测量到的阻抗第二实部值R_测和第二虚部值I_测，计算得到待测物体的阻抗模值M_测，使用增益系数GF对阻抗模值M_测进行修正，以及使用系统相位θ_system对待测物体的阻抗相位进行修正；

在对待测物体的测量数据进行修正后，上位机还进行如下操作：

把所有修正后的数据按照所使用的反馈电阻值的大小进行从小到大排列；

分别计算每相邻的两组修正后的测量数据的幅值相对误差随反馈电阻值的变化率和曲线形状相对误差随反馈电阻值的变化率；

选出幅值相对误差随反馈电阻值的变化率最小的四个电阻值，构成候选电阻值区间RI1，并根据幅值相对误差随电阻值的变化率的相对大小计算每个电阻值的第一得分；选出曲线形状相对误差随电阻值的变化率最小的四个电阻值，构成候选电阻值区间RI2，并根据曲线形状相对误差随电阻值的变化率的相对大小计算每个电阻值的第二得分；

将选出的候选电阻值区间RI1和候选电阻值区间RI2取并集构成候选电阻值区间RI，把候选电阻值区间RI中的每个电阻值在幅值相对误差变化率下的第一得分和曲线形状相对误差变化率下的第二得分进行求和；

挑选求和后的得分最高的电阻值作为最佳反馈电阻值；

所述8选n校准电阻中的各个校准电阻为并联状态；所述8选n反馈电阻中的各个反馈电阻为并联状态；通过8个按一定梯度递增的电阻值，组合出255种电阻值来，极大的增加了测量范围，且通过电阻并联后电阻值减小的原理，对阻抗小于原定范围的新待测物体极为适用，且在255种多样化组合下，阻抗的测量梯度也减小，以使最后的测量效果更加精确；

在有一批待测物体需要进行阻抗测量，也大致知道其阻抗范围时，于是就通过8选n的模式按一定梯度递增的电阻值，使其范围与大致知道的阻抗范围一致或略超出一定范围，通过这梯度递增的多个阻抗值设置一套校准电阻和一套反馈电阻用于计算得到计算增益系数GF和系统相位θ_system，并用来对这一批待测物体进行阻抗测量。

2.根据权利要求1所述的无线多通道微型阻抗测量系统，其特征在于，判断所挑选出来的最佳反馈电阻值是否唯一，若所求和后的得分最高的电阻值个数不唯一，还包括：

挑选多个最佳反馈电阻值中，相应电阻值与候选电阻值区间RI中心位置的电阻值最接近的电阻值。