本實(shí)用新型涉及電阻測(cè)量領(lǐng)域，特別是涉及一種小電阻阻值的檢測(cè)平臺(tái)。

背景技術(shù)：

在電氣設(shè)備的檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，常常會(huì)由于忽略某些小電阻的影響，而引起測(cè)量數(shù)據(jù)與理論值之間存在較大誤差，從而影響了測(cè)量結(jié)果的精確性。由于小電阻阻值很小，用萬(wàn)用表檢測(cè)不到或者檢測(cè)不準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)室通常會(huì)用電橋進(jìn)行小電阻阻值的測(cè)量，如惠斯通電橋，但是電橋操作手續(xù)繁瑣，且調(diào)平困難。目前，市場(chǎng)上有可以直接讀數(shù)的微歐計(jì)，但是用微歐計(jì)測(cè)試小電阻的阻值時(shí)，測(cè)試電流大，測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)，測(cè)試過(guò)程中被測(cè)電阻的溫度會(huì)升高，降低了檢測(cè)精度。因此，如何提供一種操作方便，測(cè)量精確的小電阻阻值的檢測(cè)裝置成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種小電阻阻值的檢測(cè)平臺(tái)，可方便、精確地檢測(cè)小電阻的阻值。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下方案：

一種小電阻阻值的檢測(cè)平臺(tái)，用于檢測(cè)待測(cè)電阻的電阻值R_x，所述檢測(cè)平臺(tái)包括：精密恒流源、待測(cè)支路、參比支路、信號(hào)采集電路和微處理器，其中，

所述精密恒流源用于提供精密的恒定電流；

所述精密恒流源、參比支路及信號(hào)采集電路依次連接，且所述待測(cè)支路與所述參比支路并聯(lián)連接，所述待測(cè)支路包括所述待測(cè)電阻，所述參比支路包括參比電阻；

所述信號(hào)采集電路與所述微處理器連接，用于采集在所述待測(cè)支路斷路時(shí)，所述參比支路兩端的參比電壓U_f；并用于采集在所述待測(cè)支路閉合時(shí)，所述待測(cè)支路兩端的待測(cè)電壓U_x；

所述微處理器，用于根據(jù)所述參比電阻的電阻值R_f、所述參比電壓U_f和所述待測(cè)電壓U_x，確定所述待測(cè)電阻的電阻值R_x。

可選的，所述檢測(cè)平臺(tái)還包括：擴(kuò)展恒流源，分別與所述精密恒流源、所述參比支路連接，用于將所述恒定電流放大至設(shè)定電流值，并發(fā)送至所述參比支路或者發(fā)送至所述參比支路和待測(cè)支路中。

可選的，所述檢測(cè)平臺(tái)還包括：顯示屏，與所述微處理器連接，用于顯示所述待測(cè)電阻的電阻值。

可選的，所述微處理器為單片機(jī)。

可選的，所述檢測(cè)平臺(tái)還包括：濾波電路，分別與所述信號(hào)采集電路、所述微處理器連接，用于對(duì)所述信號(hào)采集電路輸出的所述參比電壓U_f和所述待測(cè)電壓U_x分別進(jìn)行濾波后，將對(duì)應(yīng)生成的新的參比電壓U_f和新的待測(cè)電壓U_x輸出給所述微處理器。

可選的，所述確定所述待測(cè)電阻的電阻值R_x具體包括：通過(guò)公式：確定所述待測(cè)電阻的電阻值。

根據(jù)本實(shí)用新型提供的具體實(shí)施例，本實(shí)用新型公開了以下技術(shù)效果：

本實(shí)用新型提供的小電阻阻值的檢測(cè)平臺(tái)，通過(guò)設(shè)置精密恒流源提供穩(wěn)定的電流，通過(guò)設(shè)置參比支路消除環(huán)境干擾的影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)小電阻阻值的精確測(cè)量。測(cè)量時(shí)只需將待測(cè)電阻接入待測(cè)支路即可，操作簡(jiǎn)單，使用方便。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1檢測(cè)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2精密恒流源及恒流源擴(kuò)展電路的電氣原理圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型的目的是提供一種小電阻阻值的檢測(cè)平臺(tái)，可方便、精確地檢測(cè)小電阻的阻值。

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

實(shí)施例1：如圖1所示，小電阻阻值的檢測(cè)平臺(tái)包括：精密恒流源101、擴(kuò)展恒流源102、參比電阻104、信號(hào)采集電路105、濾波電路106、微處理器107和顯示屏108。可用于采集待測(cè)電阻103的電阻值。

精密恒流源101、擴(kuò)展恒流源102、參比支路及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換(ADC)信號(hào)采集電路105依次連接，且待測(cè)支路與參比支路并聯(lián)連接。其中，待測(cè)支路包括待測(cè)電阻103，參比支路包括參比電阻104。精密恒流源101產(chǎn)生精密的小恒定電流，擴(kuò)展恒流源102將精密的小恒定電流放大至設(shè)定電流值。參比電阻可消除環(huán)境影響，實(shí)現(xiàn)精確采集。

信號(hào)采集電路105與微處理器107連接，待測(cè)支路斷路時(shí)，即待測(cè)電阻103未接入待測(cè)支路時(shí)，通過(guò)信號(hào)采集電路105采集參比支路兩端的參比電壓U_f。待測(cè)支路閉合時(shí)，即待測(cè)電阻103接入待測(cè)支路時(shí)，通過(guò)信號(hào)采集電路105采集待測(cè)支路兩端的待測(cè)電壓U_x。信號(hào)采集電路采集電壓模擬信號(hào)，并將所述電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)用于確定電阻值。

濾波電路106，分別與信號(hào)采集電路105、微處理器107連接，用于對(duì)信號(hào)采集電路105輸出的參比電壓U_f和待測(cè)電壓U_x分別進(jìn)行濾波后，將對(duì)應(yīng)生成的新的參比電壓U_f和新的待測(cè)電壓U_x輸出給微處理器107。

微處理器107根據(jù)參比電阻的電阻值R_f、參比電壓U_f和待測(cè)電壓U_x，通過(guò)公式：確定待測(cè)電阻的電阻值R_x。顯示屏108與微處理器107連接，用于顯示待測(cè)電阻103的電阻值R_x。

可選地，信號(hào)采集電路105為模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(Analog-to-DigitalConverter，ADC)，微處理器107為STM32系列單片機(jī)，顯示屏108為工業(yè)安卓屏且內(nèi)置APP，顯示屏108與微處理器107通過(guò)RS232串口通信模塊連接。上述檢測(cè)平臺(tái)不僅具有記錄、存儲(chǔ)和查詢各被測(cè)電阻阻值的功能，而且具有非常好的人機(jī)交互界面。

本實(shí)用新型提供的小電阻阻值的檢測(cè)平臺(tái)，待測(cè)電阻未接入檢測(cè)平臺(tái)時(shí)，精密恒流源的電流流過(guò)參比電阻時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的壓降；當(dāng)待測(cè)電阻接入檢測(cè)平臺(tái)時(shí)，參比電阻兩端的電壓會(huì)產(chǎn)生變化，微處理器根據(jù)歐姆定律即可得出被測(cè)小電阻的阻值。上述檢測(cè)平臺(tái)測(cè)量精度高，測(cè)量自動(dòng)化程度高，可靠性高，擴(kuò)展性強(qiáng)，配置靈活，克服了現(xiàn)有技術(shù)中的電阻測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題，具有廣泛的適用性。

實(shí)施例2：如圖2所示，精密恒流源電路201采用高精度的10V電壓參考源REF102作為電壓源，采用高精度運(yùn)算放大器OPA277作為射集跟隨器。將REF102的GND端和運(yùn)算放大器OPA277的同相端連接，運(yùn)算放大器OPA277的反相端通過(guò)一高精度的電阻R₀與電壓源的輸出端(Vcc)連接，則運(yùn)算放大器OPA277反相端的輸出電流即為精密恒定電流ILOAD，改變電阻R₀的電阻值即可調(diào)節(jié)精密恒定電流的大小。精密恒流源輸出的電流可根據(jù)公式：ILOAD＝10/R₀確定，由于R₀≥1KΩ，故該精密恒流源輸出的電流ILOAD≤10mA。恒流源電路的精密性與穩(wěn)定度直接影響電阻測(cè)量的精度，恒流源的準(zhǔn)確度決定了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，本實(shí)施例提供的精密恒流源電路，其精度可達(dá)0.01mA。

由于精密恒定電流較小，因此須設(shè)置恒流源擴(kuò)展電路將精密恒定電流放大。本實(shí)施例以場(chǎng)效應(yīng)管IRF840和高精密度的高速運(yùn)放OPA602為核心部件搭建擴(kuò)展恒流源電路202。

將運(yùn)算放大器OPA277的反相端與OPA602的同相端連接，OPA602的輸出端經(jīng)電阻R₃連接到場(chǎng)效應(yīng)管IRF840的柵極，電容C₁與電阻R₁并聯(lián)連接形成第一并聯(lián)支路，第一并聯(lián)支路的一端與OPA602的同相端連接，通過(guò)電容C₂將OPA602的反相端與OPA602的輸出端連接，第一并聯(lián)支路的另一端通過(guò)電阻R₂分別與OPA602的反相端及IRF840的源極連接，IRF840的漏極接電源正極。其中，流過(guò)電阻R₁的電流為I₁，流過(guò)電阻R₂的電流為I₂。

分析可知，I₁＝I_LOAD，I₂＝(I₁*R₁)/R₂，I₃＝I₁+I₂，所以I₃＝I_LOAD+(I_LOAD*R₁)/R₂，即精密恒流源輸出的精密恒定電流I_LOAD經(jīng)過(guò)擴(kuò)展恒流源放大后得到的電流為I₃。恒流源擴(kuò)展電路的輸出端經(jīng)電阻R₃與ADC信號(hào)采集電路連接。恒流源擴(kuò)展電路的輸出端與由參比電阻R_f和待測(cè)電阻R_x組成的第二并聯(lián)支路連接，第二并聯(lián)支路的另一端接電源地。

其中，參比電阻R_f優(yōu)先選用高精度低溫漂的電阻。當(dāng)待測(cè)電阻未接入時(shí)，待測(cè)支路為斷路，此時(shí)ADC信號(hào)采集電路采集到的是U_f；將待測(cè)電阻未接入后，ADC信號(hào)采集電路采集到的是U_x。由可得：本實(shí)施例的微處理器采用功能強(qiáng)大的意法半導(dǎo)體STM32F103RCT6微處理器，ARM32位的Coetex-M3內(nèi)核，最高72M工作頻率，256K閃存，12bit ADC采集通道，兩個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其中，PA7是ADC采集通道，可用于采集電壓信號(hào)。STM32LSB＝3.3V/4095≈0.8mV，即其能采集到0.8mV的電壓變化，0.01Ω的電阻產(chǎn)生0.8mV的變化則需要80mA電流，即所述I₃≥80mA。

本實(shí)用新型提供的小電阻阻值的檢測(cè)平臺(tái)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單造價(jià)低廉，方便實(shí)用，誤差小，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，其測(cè)量精度可達(dá)0.01Ω，可用于科學(xué)研究和電子產(chǎn)品制造等領(lǐng)域，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本實(shí)施例的檢測(cè)平臺(tái)檢測(cè)電阻值的過(guò)程如下：微控制器開始工作后，首先判斷是否有待測(cè)電阻接入，若沒(méi)有待測(cè)電阻接入，則STM32處于等待狀態(tài)。若有待測(cè)電阻接入，則等待阻值穩(wěn)定后通過(guò)通訊電路將電阻值發(fā)送至安卓屏顯示。

本實(shí)用新型提供的小電阻阻值的檢測(cè)平臺(tái)具有如下技術(shù)效果：

(1)實(shí)現(xiàn)了精密恒流源的設(shè)計(jì)，其精度可達(dá)0.01mA。

(2)STM32系列單片機(jī)采集精度非常高，實(shí)現(xiàn)了小電阻的精確測(cè)量，其精度可達(dá)0.01Ω。

(3)設(shè)置有工業(yè)安卓屏，微處理器內(nèi)置專用APP，具有顯示、存儲(chǔ)、記錄、查詢、制表等多項(xiàng)功能，具有非常好的人機(jī)交互界面。

本說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。