低電阻測量?jì)x的總體方案設計

以最新的DZC-4型智能低電阻測量?jì)x為例

　　1 總體方案和技術(shù)指標

　　如圖1所示，該儀器由5個(gè)部分組成：電源供應、精密恒流源、精密電壓放大器、A/D 轉換器、單片機控制器。其主要技術(shù)指標如下：測試范圍：0～20Ω0～200Ω0～2 k(三擋量程自動(dòng)切換);最高分辨力：0.001;測試電流：0.5 mA;測試精度：±(0.2%+2);整機耗電：30 mA 。

　　2 硬件設計

　　(1)電源部分

　　整機采用6節5號鎳氫電池供電(7.2 V)及通用DC/DC變換器，將電池電壓轉換成穩定的±5 V直流電壓。該部分還有電池電壓監測電路和充電電路，電池充滿(mǎn)電 可以供儀器連續使用約50小時(shí)。

　　(2)恒流源

　　由精密基準電壓源和高性能運放組成，向被測電阻提供精確的測試電流。測試電流選為0.5mA。由于精密電流源部分是整個(gè)儀器安全性能的薄弱環(huán)節，必須考慮各種內部和外部的可能因 素對儀器造成的損壞，從而影響安全性能。主要采取了以下措施：限制電流利用結型場(chǎng)效應管的恒流特性限制測試電流ITEST大小，一般取IDSS≈2*ITEST。為增加可靠性，采用兩只場(chǎng)效應管串聯(lián)。限制電壓采用穩壓二極管并聯(lián)于測試端限壓。

　　(3)精密放大器

　　由斬波穩零運放做測試信號的同相放大，因為A/D轉換器的滿(mǎn)量程電壓為2 V，測試電流0.5mA，對應20，200，2K 三個(gè)量 程的同相放大倍數為200，20，2。在負反饋回路接入兩個(gè)由單片機控制的模擬電子開(kāi)關(guān)SW1 、SW2，用于3個(gè)量程不同放大倍數 的切換：當量程為20 偈保SW1，SW2均關(guān)閉;為200 偈SW1開(kāi)啟;2k 偈SW1，SW2均開(kāi)啟。儀器校驗時(shí)應從低量程開(kāi)始，否則不能校準所有的量程。另外，Ri，R1，R2， R3應選用精密電 阻和精密電位器，使溫度的影響降至最低。

　　(4)A/D轉換器

　　如圖2所示，采用4 1/2位的ICL7135芯片，接成滿(mǎn)量程為2 V的電壓表 的模式。ICL7135用5位BCD碼的形式向單片機提供數據，并提供過(guò)量程(OV)和欠量程(UN)信號給單片機用于量程自動(dòng)切換。ICL7135的時(shí)鐘頻率來(lái)自T5(CD4060)的Q5端，頻率為1.25 kHz，正好是工頻50Hz的整數倍，能提高儀器抗工頻干擾的能力。A/D轉換頻率約為：3.3次/s。T5的COUT端還提供4MHz的時(shí)鐘頻率給單片機。

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