導(dǎo)語：電氣設(shè)備測(cè)量自制毫歐表設(shè)計(jì)方案一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:普通的歐姆表、數(shù)字萬用表等工具能測(cè)量的最小電阻有限，現(xiàn)實(shí)電氣施工或設(shè)備維護(hù)中往往要求對(duì)低阻值電阻的測(cè)量，比如毫歐級(jí)的電阻，這種情況下，普通的電阻測(cè)量工具就不適用了。使用毫歐表可以解決大部分這種測(cè)量。

關(guān)鍵詞:毫歐表;恒流源;單片機(jī);數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片;運(yùn)算放大器

1緒論

好多電子設(shè)備及產(chǎn)品都涉及到特小電阻的測(cè)量及應(yīng)用，例如測(cè)試避雷針、繼電器的接觸電阻、大功率電路中保護(hù)電阻的測(cè)量等等，為了能夠滿足工作或生產(chǎn)需要，就必須較為精確地測(cè)得相應(yīng)的小電阻的阻值并服務(wù)于生產(chǎn)及實(shí)際生活。本文就毫歐表的設(shè)計(jì)方案做簡(jiǎn)要闡述。

2毫歐表的工作原理

整個(gè)設(shè)計(jì)的基本思路是:做一個(gè)直流恒流源，直流恒流源的電流通過要測(cè)量的電阻R并產(chǎn)生電壓降，把壓降值采出，然后把電壓值放大到A/D轉(zhuǎn)換器能接受的范圍，通過ADC將測(cè)得的電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式傳送到單片機(jī)處理，最后由單片機(jī)控制顯示電路把要測(cè)的電阻值顯出來。依據(jù)電阻值的大小確定合適的直流恒流源，電阻小則選擇大電流的恒流源，電阻大則選擇小電流的恒流源。這部分控制由單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)，若單片機(jī)接收到的電壓信號(hào)小，單片機(jī)發(fā)出信號(hào)用來控制電子開關(guān)，從而控制直流恒流源的可變電阻器，達(dá)到控制輸出電流大小的效果。毫歐表的制作和設(shè)計(jì)就是恒流源的設(shè)計(jì)、誤差的減小、儀器精確度的提高、數(shù)字顯示和量程的轉(zhuǎn)換。其中恒流源的設(shè)計(jì)和如何減少誤差提高儀器的精確度是重點(diǎn)，同時(shí)也是這次設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。

3單元模塊設(shè)計(jì)

3．1恒流源的選擇方案。3．1．1方案一。I=U/(R1+R2)，當(dāng)取R1遠(yuǎn)大于R2時(shí)，則電流I約為I=U/R1。R2上電流可近似看為恒定，這種方案要求R1必須遠(yuǎn)大于R2，那么要得到比較大點(diǎn)的電流，就得電壓很大，現(xiàn)實(shí)中不好找那么大的電壓源，故沒有用此方案。3．1．2方案二。壓控恒流源方案，此方案是通過軟件來實(shí)現(xiàn)輸出電流穩(wěn)定的，可操作性強(qiáng)，輸出電流的大小可以通過改變恒流源外邊的電壓大小來操控的，所以采用此方案。下面闡述橫流問題的驗(yàn)證:恒流源驗(yàn)證圖如圖，當(dāng)R3+R4＞＞R5，R1+R2＞＞R5，R3+R4＞＞RL時(shí)，由R1和R2方向流向RL的電流就可以忽略，從而流經(jīng)RL的電流就可以近似看成是由R5上流過來的。從而達(dá)到RL上電流的恒定。3．2電阻測(cè)量方案。3．2．1方案一比較及替代法測(cè)電阻。比較法測(cè)電阻也是一種不錯(cuò)的選擇方案，問題在于當(dāng)被測(cè)電阻很小時(shí)，另一比較電阻很難選取，而且被測(cè)電阻的接觸電阻會(huì)對(duì)測(cè)量的電壓表產(chǎn)生干擾，這樣較大的誤差就不可避免的產(chǎn)生了，因此我就淘汰了次方案;后來我想到過用替代法來測(cè)，但是替代法測(cè)電阻操作麻煩，測(cè)量結(jié)果的精確度達(dá)不到要求，測(cè)量小電阻的話不是十分滿意，因此，此方案再次被淘汰。3．2．2方案二四端子測(cè)量。測(cè)量時(shí)兩個(gè)夾子緊緊夾住被測(cè)電阻Zx，每個(gè)夾子各自引出兩根互相平行的導(dǎo)線，一個(gè)夾子的兩根導(dǎo)線接電壓信號(hào)采集系統(tǒng)的V+和直流恒流源的I+，另一個(gè)夾子的兩根導(dǎo)線接電壓信號(hào)采集系統(tǒng)的V-和直流恒流源的I-，當(dāng)測(cè)電阻時(shí)，用夾子緊緊地夾住被測(cè)電阻的引腳，由恒流源流出的電流由I+端流出，流經(jīng)被測(cè)電阻Zx后流入I-端，在被測(cè)電阻上產(chǎn)生的電壓降直接由V+、V-端子引入電壓信號(hào)采集裝置。可以克服引線電阻和接觸電阻的壓降所造成的測(cè)量誤差，采用此方法可得到較為精確的測(cè)量結(jié)果。3．3其它模塊設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)需要選擇高精度、低噪音的放大器，同時(shí)，要充分理會(huì)理想運(yùn)放和理想運(yùn)放的條件，了解放大器中虛斷與虛短的含義，可以大大簡(jiǎn)化分析過程，LM358即可滿足需要;A/D轉(zhuǎn)換器的選擇從速率、精度、功耗等等方面全面考慮。需要注意的是本次設(shè)計(jì)的毫歐表要測(cè)量阻值很小的器件，精密度自然就要求很高了。美國數(shù)字公司的AD574A就比較適合本次設(shè)計(jì)要求了，再說這個(gè)器件也比較常用，電路輕量化上也做得很好;D/A轉(zhuǎn)換器的種類很多，根據(jù)速度要求高低的不同可以選擇CMOS開關(guān)型或者ECL電流開關(guān)型D/A轉(zhuǎn)換器，本次設(shè)計(jì)我選用了DAC5615芯片，完全可滿足要求;單片機(jī)的要求就是低功耗、高性能。可選性也高，AT89S52可以滿足條件;最后用HD7279芯片來搞定按鍵的輸入以及數(shù)碼管的顯示功能。

4結(jié)語

隨著各種運(yùn)算放大器，恒流源，數(shù)模轉(zhuǎn)換器等電子器件的性能精度和電子工業(yè)的不斷發(fā)展，適用于毫歐級(jí)電阻測(cè)量的毫歐表的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平，但就精度和可靠性方面還有待提高，還須向更高精度、更可靠的方向繼續(xù)努力。

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作者:楊成虎 單位:邯鄲金隅太行水泥有限責(zé)任公司