一種高精度電阻測量?jì)x系統設計

因為A／D可選觸發(fā)工作方式包括連續采樣和外部觸發(fā)采樣兩種方式。為了保證采用外部觸發(fā)方式時(shí)不產(chǎn)生混疊，也為了進(jìn)一步提高測量的抗干擾能力，在采樣之前，加入了可選濾波電路。

4 系統軟件設計
電阻儀從功能模塊上共分為測量值顯示、功能模式設置與上位機通信三大模塊。其中，測量模式設置又包含自動(dòng)／手動(dòng)量程模式設置、清零、電流模式設置、速度模式設置、比較器設置。
系統軟件程序分為單片機程序和上位機程序。單片機程序負責控制電路、讀取A／D值并計算電阻值，所用型號為STC11F32XE，采用C語(yǔ)言進(jìn)行編程。上位機程序負責與電阻測量?jì)x通信和處理數據，采用C++語(yǔ)言編程。
(1)單片機程序主流程。單片機程序的主流程如圖8所示，單片機上電后需初始化，包括初始化各控制引腳，讀取E2PROM中的系數值與顯示數據，初始化PT6311，調整至默認測量模式。初始化后，主循環(huán)查詢(xún)是否有按鍵按下。無(wú)鍵按下，則判斷當前模式，跟據測量模式、清零模式、比較器模式的不同狀態(tài)執行相應子程序，將結果轉化為顯示代碼后寫(xiě)入顯示驅動(dòng)芯片PT6311后顯示；若有鍵按下，則根據按鍵號執行相應的功能函數，設置測量模式后再執行相應功能。

(2)上位機軟件設計。除了VFD顯示，還可以通過(guò)RS 232串口由PC機采集數據。用戶(hù)可自行設置采樣間隔和是否存盤(pán)，采集得數據以TXT文件形式保存，以方便用戶(hù)進(jìn)一步分析。軟件采用多線(xiàn)程操作的方式，在兩個(gè)不同的線(xiàn)程中處理數據讀取與數據處理，通過(guò)事件同步。

5 測量結果
將電阻測量?jì)x與PC機相連，對1 Ω標準電阻長(cháng)時(shí)間測量采集數據，并進(jìn)行分析。分析結果如圖9所示：測量值穩定在0．997 8～0．998 0 Ω之間，精度達到0．2％，上下跳動(dòng)字數為1。

對1 MΩ標準電阻進(jìn)行測量，結果如圖10所示。測量值穩定在0．996 MΩ，精度達到0．4％，跳動(dòng)字數為1。

6 結論
該測量?jì)x以單片機為核心，采用C及C++語(yǔ)言開(kāi)發(fā)程序，通過(guò)高精度穩壓源電路、四端測量法、有效的抗干擾設計，實(shí)現了大量程的高精度電阻測量。實(shí)際測試結果證明，測試速度在15次／s時(shí)，測量精度達到0．5％，讀數跳動(dòng)在3字以下。