專利名稱：數(shù)字萬用表在線測環(huán)路電阻中一電阻阻值的方法及轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電阻阻值的測量，特別是不斷開任何連接電阻.，在線精確測量 其中一電阻阻值的方法和設(shè)備。肖蹄*在厚膜混合集成電路的制造過程中，常常要對回路電阻的精度進行調(diào)整， 電阻調(diào)整設(shè)備可以完成回路電阻的調(diào)整，但卻不能用數(shù)字萬用表對回路電阻進行測量，實際中只能如圖1所示的將回路32中斷開一個缺口 33，當電阻調(diào)整 完后再將缺口33連上，使其恢復原有回路電路形式。這樣的工藝方法將導致 -制造工藝的復雜性，且也降低了產(chǎn)品的可靠性。數(shù)字萬用表雖能精確地測量電阻，但對回路中的電阻，數(shù)字萬用表就顯 得無能為力了。如圖2、圖3所示若不采取特殊方法，是不能測量回路中電阻的，當用 萬用表測量電阻R2時，實際值將是(Rl+R3) 〃R2等效電阻的值，不能準確 測量出電阻R2的阻值。故需要有一種方法，或附加一個裝置，使數(shù)字萬用表 能完成回路電阻的測量?，F(xiàn)有技術(shù)中，有一種在線測電阻的方法，如中國發(fā)明專利申請95117908. X號，公開了一種名為"電阻、電容、電感在線測量的方法及裝置"的技術(shù)方案。 通過分析可以看出，該方案不但要借助一精密電阻完成測量電路的構(gòu)建，還要 由單片機組成一智能系統(tǒng)進行處理。所以其方法和裝置顯得過于復雜。同時，更重要的是如若在圖2、圖3的測量場合，當數(shù)字萬用表接入測量 時，那么一般在表筆正端到負端有O. 1V 10V的電壓，如果回路中電阻R3阻 值很小時，且因測量R2時數(shù)字萬用表檔位的選擇，在相應(yīng)表筆正端到負端就 會有一定的電壓輸出。參見圖3，假設(shè)R1 = 1K， R2 = 2K， R3 二 10 Q，當用數(shù)字萬用表測量R2
時，要選擇1K檔測量，表筆接入后，在R2上要產(chǎn)生上+下-的2V電壓，即V2 =2V。因R1是被保護電阻，所以回路中的"A"點的電壓等于"B"點的電壓， 即R3的兩端電壓也是2V，所以流過R3的電流為2V/10Q = 200 mA因上述方案的裝置中僅使用一只運算放大器既作為電壓跟隨器，又作為 輸出緩沖器，并沒有考慮流過R3電流大的這個問題，所以其方案并不適用如 圖3所示的回路中既有較大電阻又有較小電阻存在的場合。該方案也無法在厚 膜混合集成電路的制造過程中，簡便地完成對回路電阻的測量，實現(xiàn)對阻值精 度的調(diào)整。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出一種用數(shù)字萬用表在 線測量環(huán)路電阻中一電阻阻值的方法及轉(zhuǎn)換器，本發(fā)明的環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器 中采用高輸入阻抗的運算放大器作為電壓跟隨器，再采用一只驅(qū)動能力大的運 算放大器，然后構(gòu)建保護電阻端電壓置零電路，由轉(zhuǎn)換器電源供電。本發(fā)明的 環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器與數(shù)字萬用表配合使用，在不斷開回路情況下測得的電阻 阻值與斷開回路直接用數(shù)字萬用表測得的電阻阻值具有同樣的精度。本發(fā)明的裝置和方法簡單可靠，而且本發(fā)明的裝置還可制作成獨立的模 塊或儀器廣泛應(yīng)用。本發(fā)明通過采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)實施一種用數(shù)字萬用表在線測環(huán)路電阻中一電阻阻值的方法，所述方法包 括步驟A. 首先設(shè)定電阻環(huán)路中待測阻值的被測電阻為R2，在電阻R2兩端設(shè)定 數(shù)字萬用表的被檢測點B和被檢測點C;B. 再設(shè)定與被測電阻R2連接的一電阻為保護電阻R1，被檢測點B也是 保護電阻Rl與被測電阻R2的連接點；C. 再設(shè)定保護電阻Rl與其他環(huán)路中的電阻連接的另一端為被檢測點A;D. 然后將環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器的檢測端子A、檢測端子B、檢測端子C 分別與被檢測點A、被檢測點B、被檢測點C相接； E. 然后再將數(shù)字萬用表測量電阻時的正表筆和負表筆分別與環(huán)路電阻 測量轉(zhuǎn)換器的正表筆接入端和負表筆接入端相接；F. 使用數(shù)字萬用表，測量出被測電阻R2的阻值。 上述方法在測量中，所述環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器中的保護電阻端電壓置零電路有一輸入正極和輸出負極，將所述輸入正極與檢測端子B相接，將所述輸出負極與檢測端子c相接。上述方法在測量中，所述保護電阻端電壓置零電路由轉(zhuǎn)換器電源供電。 測量中，所述保護電阻端電壓置零電路的輸入正極和輸出負極之間的 電位差保持為零。步驟E所述的數(shù)字萬用表測量電阻時的負表筆可以直接與被檢測點C相接。設(shè)計制造上述方法中使用的一種數(shù)字萬用表在線測環(huán)路電阻中一電阻阻 值的轉(zhuǎn)換器。 .該轉(zhuǎn)換器是一環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器，其包括檢測端子A、檢測端子B，還 包括保護電阻端電壓置零電路，以及轉(zhuǎn)換器電源。所述保護電阻端電壓置零電路的輸入正極、輸出負極分別與檢測端子B、 檢測端子A連接。所述轉(zhuǎn)換器電源的電源正極、電源負極分別與保護電阻端電壓置零電路的 V+禾口 GND相接。所述環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器還包括連接數(shù)字萬用表負表筆的檢測端子C;所述環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器還包括連接數(shù)字萬用表的正表筆接入端和負表 筆接入端。所述正表筆接入端連接檢測端子B。所述保護電阻端電壓置零電路包括一只以上的電壓保持元件，所述電壓保 持元件的正極輸入端連接環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器的檢測端子B，所述電壓保持元 件的輸出端或直接連接環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器的檢測端子A，或通過輸出緩沖器 連接環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器的檢測端子A。所述的電壓保持元件在最佳實施例中采用運算放大器；所述輸出緩沖器在 最佳實施例中也釆用運算放大器。
所述輸出緩沖器采用負載能力不小于200毫安的運算放大器，這樣可以保證測量精度和擴展測量量程，即便是回路中有阻值小的電阻，也能保證裝置 正常使用。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器中采用高輸入阻抗的 運算放大器作為電壓跟隨器，再采用一只驅(qū)動能力大的運算放大器，然后構(gòu)建 保護電阻端電壓置零電路，由轉(zhuǎn)換器電源供電。本發(fā)明的環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器 與數(shù)字萬用表配合使用，按照本發(fā)明的測量方法在不斷開回路情況下所測得的 電阻阻值與斷開回路直接用數(shù)字萬用表測得的電阻阻值具有同樣的精度。本發(fā) 明的裝置和方法簡單可靠，而且本發(fā)明的裝置還可制作成獨立的模塊或儀器廣 泛應(yīng)用。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中將回路中斷開一個缺口用數(shù)字萬用表直接測量，當電阻調(diào)整完后再將缺口連上的示意圖；圖2是擬進行阻值測量的環(huán)路電阻的實物形狀示意圖； 圖3是擬進行阻值測量的環(huán)路電阻的電路圖；圖4是本發(fā)明數(shù)字萬用表在線測環(huán)路電阻中一電阻阻值的方法示意圖； 圖5是本發(fā)明數(shù)字萬用表在線測環(huán)路電阻中一電阻阻值的方法及轉(zhuǎn)換器 的原理圖；圖6是本發(fā)明數(shù)字萬用表在線測環(huán)路電阻中一電阻阻值的轉(zhuǎn)換器中保護 電阻端電壓置零電路的電原理圖。賊雄対下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳盡的描述參見圖4、圖5及圖6，實施一種數(shù)字萬用表在線測環(huán)路電阻中一電阻阻值的方法，所述方法包括步驟A. 首先設(shè)定電阻環(huán)路中待測阻值的被測電阻為R2，在電阻R2兩端設(shè)定 數(shù)字萬用表的被檢測點B和被檢測點C;B. 再設(shè)定與被測電阻R2連接的一電阻為保護電阻R1，被檢測點B也是 保護電阻Rl與被測電阻R2的連接點；C. 再設(shè)定保護電阻R1與其他環(huán)路中的電阻連接的另一端為被檢測點A;D. 然后將環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器60的檢測端子A 68、檢測端子B 67、檢 測端子C 66分別與被檢測點A、被檢測點B、被檢測點C相接；E. 然后再將數(shù)字萬用表50測量電阻時的正表筆和負表筆分別與環(huán)路電 阻測量轉(zhuǎn)換器60的正表筆接入端64和負表筆接入端65相接；F. 使用數(shù)字萬用表50，測量出被測電阻R2的阻值。 上述方法在測量中，如圖5所示，所述環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器60中的保護電阻端電壓置零電路61有一輸入正極62和輸出負極63，將所述輸入正極62 與檢測端子B相接，將所述輸出負極63與檢測端子C相接。如圖6所示，測量中，所述保護電阻端電壓置零電路61由轉(zhuǎn)換器電源供電。上述方法在測量中，所述保護電阻端電壓置零電路61的輸入正極62 和輸出負極6 3之間的電位差保持為零。上述方法中步驟E所述的數(shù)字萬用表50測量電阻時的負表筆可以直接與 被檢測點C相接。設(shè)計制造上述方法所述的一種數(shù)字萬用表在線測環(huán)路電阻中一電阻阻值 的轉(zhuǎn)換器。如圖4所示，使放大器的增益A二1，使Va = VB，則V^ Vi, - VA=0，流過 Rl的電流I產(chǎn)VBA/R^0，這樣我們就認為Rl與R2形成了虛開路，這樣，R2就 能被準確地測量。在圖4所示的測試電路中，A=l的放大器一定要與數(shù)字萬用表的正(+ ) 相連，并要求增益A4的放大器的輸出電流應(yīng)達到200 mA。如圖5所示，所述轉(zhuǎn)換器是一環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器61，其包括檢測端子A 68、檢測端子B67，還包括保護電阻端電壓置零電路61，以及轉(zhuǎn)換器電源。所述保護電阻端電壓置零電路61的輸入正極62、輸出負極63分別與檢 測端子B 67、檢測端子A 68連接。如圖6所示，所述轉(zhuǎn)換器電源的電源正極、電源負極分別與保護電阻端電 壓置零電路61的V+和GND相接。由于保護電阻端電壓置零電路61所適應(yīng) 的電壓范圍很寬，一12V 十12V均可，在此不做限定。所述環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器60還包括連接數(shù)字萬用表50負表筆的檢測端子 C 66。所述環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器60還包括連接數(shù)字萬用表50的正表筆接入端 64和負表筆接入端65。所述正表筆接入端64連接檢測端子B 67。所述保護電阻端電壓置零電路61包括至少一只的電壓保持元件611，所 述電壓保持元件611的正極輸入端連接環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器60的檢測端子B 67，所述電壓保持元件611的輸出端或直接連接環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器60的檢 測端子A 68，或通過輸出緩沖器612連接環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器60的檢測端子 A。所述的電壓保持元件611采用運算放大器；所述輸出緩沖器612也采用運 算放大器。所述輸出緩沖器612采用負載能力不小于200毫安的運算放大器。 電壓保持元件611及輸出緩沖器612可以選擇的運算放大器種類型號很多，在此不再一一例舉。本發(fā)明的環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器與數(shù)字萬用表配合使用，按照本發(fā)明的測量方法在不斷開回路情況下所測得的電阻阻值與斷開回路直接用數(shù)字萬用表測得的電阻阻值具有同樣的精度。本發(fā)明的裝置和方法簡單可靠，而且本發(fā)明的裝置還可制作成獨立的模塊或儀器廣泛應(yīng)用。
權(quán)利要求
1. 一種數(shù)字萬用表在線測環(huán)路電阻中一電阻阻值的方法，其特征在于，所述方法包括步驟A、首先設(shè)定電阻環(huán)路中待測阻值的被測電阻為R2，在電阻R2兩端設(shè)定數(shù)字萬用表的被檢測點B和被檢測點C；B、再設(shè)定與被測電阻R2連接的一電阻為保護電阻R1，被檢測點B也是保護電阻R1與被測電阻R2的連接點；C、再設(shè)定保護電阻R1與其他環(huán)路中的電阻連接的另一端為被檢測點A；D、然后將環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器的檢測端子A、檢測端子B、檢測端子C分別與被檢測點A、被檢測點B、被檢測點C相接；E、然后再將數(shù)字萬用表測量電阻時的正表筆和負表筆分別與環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器的正表筆接入端和負表筆接入端相接；F、使用數(shù)字萬用表，測量出被測電阻R2的阻值。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字萬用表在線測環(huán)路電阻中一電阻阻值的方 法，其特征在于測量中，所述環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器中的保護電阻端電壓置零電路有一輸入 正極和輸出負極，將所述輸入正極與檢測端子B相接，將所述輸出負極與檢測 端子C相接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字萬用表在線測環(huán)路電阻中一電阻阻值的方 法，其特征在于測量中，所述保護電阻端電壓置零電路由轉(zhuǎn)換器電源供電。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字萬用表在線測環(huán)路電阻中一電阻阻值的方法，其特征在于測量中，所述保護電阻端電壓置零電路的輸入正極和輸出負極之間的電位 差保持為零。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字萬用表在線測環(huán)路電阻中一電阻阻值的方 法，其特征在于步驟E所述的數(shù)字萬用表測量電阻時的負表筆直接與被檢測點C相接。
6、 一種數(shù)字萬用表在線測環(huán)路電阻中一電阻阻值的轉(zhuǎn)換器，其特征在于 該轉(zhuǎn)換器是一環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器，其包括檢測端子A、檢測端子B，還包括保護電阻端電壓置零電路，以及轉(zhuǎn)換器電源；所述保護電阻端電壓置零電路的輸入正極、輸出負極分別與檢測端子B、檢測端子A連接；所述轉(zhuǎn)換器電源的電源正極、電源負極分別與保護電阻端電壓置零電路的V+禾口 GND相接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)字萬用表在線測環(huán)路電阻中一電阻阻值的轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器還包括連接數(shù)字萬用表負表筆的檢測端子C;所述環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器還包括連接數(shù)字萬用表的正表筆接入端和負表筆接入端；所述正表筆接入端連接檢測端子B。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)字萬用表在線測環(huán)路電阻中一電阻阻值的轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述保護電阻端電壓置零電路包括一只以上的電壓保持元件，所述電壓保持元件的正極輸入端連接環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器的檢測端子B，所述電壓保持元 件的輸出端或直接連接環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器的檢測端子A，或通過輸出緩沖器 連接環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器的檢測端子A。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)字萬用表在線測環(huán)路電阻中一電阻阻值的轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的電壓保持元件采用運算放大器；所述輸出緩沖器也采用運算放大器。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的數(shù)字萬用表在線測環(huán)路電阻中一電阻阻值 的轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述輸出緩沖器采用負載能力大于200毫安的運算放大器。
全文摘要
用數(shù)字萬用表在線測量環(huán)路電阻中一電阻阻值的方法及轉(zhuǎn)換器，包括在待測電阻兩端確定被檢測點B和被檢測點C，再設(shè)定與被測電阻連接的一電阻為保護電阻，再設(shè)定保護電阻R1與其他環(huán)路中的電阻連接的另一端為被檢測點A，將環(huán)路電阻測量轉(zhuǎn)換器的檢測端子A、檢測端子B、檢測端子C分別與被檢測點A、被檢測點B、被檢測點C相接，再將數(shù)字萬用表測量電阻時的正表筆和負表筆接入，然后測量出被測電阻R2的阻值。本發(fā)明在不斷開回路情況下測得的電阻阻值與斷開回路直接用數(shù)字萬用表測得的電阻阻值具有同樣的精度。而且本發(fā)明的裝置和方法簡單可靠。
文檔編號G01R27/02GK101210942SQ20061006469
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月29日
發(fā)明者孫元鵬 申請人:深圳市振華微電子有限公司