本實用新型涉及測量硅材料電阻率的技術領域,特別是涉及一種便攜式半導體非接觸電阻率測試儀。
背景技術:
在光伏行業(yè)內(nèi)多晶硅鑄錠或是單晶拉制需要將一些細碎硅料作為原料,在使用之前,必須嚴格控制這些細碎硅料的電阻率,硅材料的電阻率是一項重要技術指標。目前,測量硅料電阻率的方法多用接觸式如四探針法檢測方塊硅料的電阻率。市場上常用的測量硅材料電阻率的技術設備屬于臺式設備,需要上位PC機,存在設備體積大、不方便、效率低等問題。為此人們開發(fā)研究了便攜式接觸式檢測半導體硅材料電阻率的測試設備及其儀器,如公開號為 CN101852827A的中國專利公開了一種硅材料電阻率語音測試筆,該實用新型是由1342針四探針、電子電路部份及語音發(fā)聲播放部分組成;電子電路部分由電源及升壓電路部分、恒流源及探頭電路部分、運算放大電路及語音發(fā)聲播放部分所構成;本測試筆由于采用測量/校厚(轉(zhuǎn)換開關),所以測試時能根據(jù)硅材料的具體厚薄大小情況進行調(diào)試設定,采用集成運算放大電路芯片MAX4166具有低電壓關閉模式,干電池供電,安全系數(shù)高,測得電阻率值可實時語音播報,且具制造簡單,造價低廉等優(yōu)點。這種接觸式檢測半導體硅材料電阻率的四探針測試設備采必須接觸硅材料,并施加一定力度,存在測量薄硅片時易造成硅片斷裂現(xiàn)象,同時需要定期更換4根磨損的探針,造成成本增加。
倘若不考慮被測硅料不受大小、形狀,表面平整度,表面粗糙度等因素的影響,需要采用非接觸測量方法和設備或儀器,即只需將探頭接近硅材料,就可得到被測硅材料的電阻率。目前,關于非接觸式檢測半導體硅材料電阻率的測試設備及其儀器,也有文獻報道,公開號為CN202052624U的中國專利一種硅料分選裝置,該涉及光伏或半導體領域的一種硅料分選裝置,尤其是一種將正常硅料與金屬或重摻硅料分離的渦流裝置;該裝置設有渦流探測器和分離機構,當硅料中混有金屬或重摻硅料時,會在其內(nèi)部產(chǎn)生渦流,引發(fā)渦流探測器發(fā)出報警聲,再通過分離機構將金屬或重摻硅料與正常硅料分離;通過本提供的硅料分選裝置,能夠?qū)⒐枇现谢煊械慕饘倩蛑負焦枇蠌氐壮?,分選得到的硅料可再次用作多晶硅鑄錠的原料。又如公開號為CN203941234U的中國專利一種太陽能硅片電阻率電渦流測試裝置,本涉及一種太陽能硅片電阻率電渦流測試裝置,包括電渦流激勵器f1,激勵太陽能硅片并在太陽能硅片表面形成渦流;電渦流傳感器,感應渦流生成電流信號和電壓信號;電流信號和電壓信號依次經(jīng)過信號采集器、差頻器、中頻放大器、檢波及低通電路、直流放大器處理,最后得到電流和電壓的模擬量。本電渦流傳感器感應硅片上形成的渦流生成電流信號和電壓信號,然后依次經(jīng)過傳輸、差頻、中頻放大、檢波及低通、直流放大,最后得到電壓和電流的模擬量計算出太陽能硅片的電阻率;本相較于現(xiàn)有技術,架構清晰、電路結(jié)構簡單、系統(tǒng)調(diào)整、涉用儀器、儀表少、方便快捷,具有工作穩(wěn)定、重復性好、使用壽命長和成本低的優(yōu)點。
目前測量硅材料電阻率的技術設備存在的不足之處在于:
(1)市場上普遍采用的測量硅材料電阻率的現(xiàn)有設備屬于臺式設備,采用220V交流供電,電路布局不合理,電路板不夠集成化,體積過大,不易攜帶,使用不便,功耗較大,并且存在安全問題;(2)公開號為 CN101852827A的硅材料電阻率語音測試筆雖然具備測試電阻率功能,必須接觸硅材料,并施加一定力度,存在測量薄硅片時易造成硅片斷裂現(xiàn)象,同時需要定期更換4根磨損的探針,造成成本增加;(3)公開號為CN202052624U的中國專利一種硅料分選裝置采用了非接觸測量技術,只是用來實現(xiàn)硅料與金屬或重摻硅料分離的渦流裝置;(4)公開號為CN203941234U的中國專利一種太陽能硅片電阻率電渦流測試裝置采用了非接觸測量技術,但沒有采用集成電路技術,電路設計比較復雜。因此有必要提出一種便攜式半導體非接觸電阻率測試裝置解決上述問題。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型要解決的技術問題是電路板的高度集成化、非接觸電阻率測試,為克服上述現(xiàn)有技術設備的不足,本實用新型提供了一種便攜式半導體非接觸電阻率測試儀,本實用新型解決其技術問題的技術方案為:
一種便攜式半導體非接觸電阻率測試儀,包括盒式殼體、液晶顯示屏、集成電路板、鋰電池盒、薄膜鍵盤、電源開關、紅色指示燈、綠色指示燈、充電USB插孔、供電USB插孔、DB15VGA信號接口、渦流測量探頭,其特征在于所述盒式殼體呈長方體,其上部表面中間位置設置液晶顯示屏,液晶顯示屏周邊設置薄膜鍵盤,所述薄膜鍵盤包括厚度按鍵、溫度按鍵、設置按鍵、聲音按鍵、屏幕按鍵、測量按鍵及上下左右四個方向按鍵;所述盒式殼體一端側(cè)面并列設置電源開關、紅色指示燈、綠色指示燈、充電USB插孔、供電USB插孔、DB15VGA信號接口;所述DB15VGA信號接口通過導線連接渦流測量探頭;所述盒式殼體內(nèi)部設置集成電路板、鋰電池盒,所述鋰電池盒設置在集成電路板一側(cè),所述電池盒內(nèi)部設置鋰電池;所述集成電路板與液晶顯示屏、鋰電池盒、薄膜鍵盤、電源開關、紅色指示燈、綠色指示燈、充電USB插孔、供電USB插孔、DB15VGA信號接口電連接。
所述的集成電路板包括單片機STM32,均與單片機STM32相連接的TLF_LCD液晶顯示模塊、BOOT狀態(tài)開關電路、薄膜按鍵模塊、M95M01存儲模塊、JTAG程序模塊、AD數(shù)據(jù)采集接口、供電控制端口,與AD數(shù)據(jù)采集接口輸入端相連接的信號發(fā)生模塊,與供電控制端口相連接的電源指示燈模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊;與電源轉(zhuǎn)換模塊輸入端依次相連接的電源隔離接口、鋰電池和USB充電電源模塊。
所述的鋰電池和USB充電電源模塊包括電源控制器、升壓穩(wěn)壓器、降壓穩(wěn)壓器、AMS1117穩(wěn)壓器;所述電源控制器,包括鋰電池供電電路、USB供電電路。
所述的信號發(fā)生模塊包括信號發(fā)生電路、信號處理電路;所述信號發(fā)生電路包括XR2206P正弦方波發(fā)生器、F42N50Q工頻陷波器、帶通濾波器、恒流源測量線圈電路、移相器;所述XR2206P正弦方波發(fā)生器的正弦波輸出端依次連接F42N50Q工頻陷波器、帶通濾波器、恒流源測量線圈電路,所述恒流源測量線圈電路的測量線圈包括ZXB01、ZXB02輸出接口;所述XR2206P正弦方波發(fā)生器的方波輸出端包括FB01、FB02輸出接口,F(xiàn)B02輸出接口連接移相器;
所述信號處理電路包括1號輸出回路、2號輸出回路,二者均包括乘法器、二階低通濾波器、放大電路、AD數(shù)據(jù)采集端口,所述乘法器包括正弦波探頭信號輸入接口、參考方波輸入接口、乘法器輸出接口,所述乘法器輸出接口依次連接二階低通濾波器、放大電路、AD數(shù)據(jù)采集端口;所述恒流源測量線圈電路的測量線圈的ZXB01、ZXB02輸出接口分別依次連接1號、2號輸出回路的乘法器的正弦波探頭信號輸入接口;所述XR2206P正弦方波發(fā)生器的方波輸出端的FB01、FB02,F(xiàn)B01輸出端連接1號輸出回路的乘法器的參考方波輸入接口,F(xiàn)B02輸出接口連接移相器后連接2號輸出回路的乘法器的參考方波輸入接口。
所述的液晶顯示屏采用TFT_LCD集成芯片;所述存儲芯片U9,型號為M95M01;所述按鍵輸入模塊中的按鍵為薄膜按鍵;所述JTAG程序模塊芯片為JTAG芯片。
所述的渦流測量探頭采用非接觸式測量,且利用探頭銅線圈產(chǎn)生的渦流來檢測電阻率,銅線圈連接2根直徑1MM的屏蔽線;常溫下測試范圍為0.001--200ΩCM,測試精度為5%。
本實用新型所述的一種便攜式半導體非接觸電阻率測試儀的使用方法,其特征在于包括USB供電使用方法、開機準備方法、電阻率測試方法,
USB供電使用方法:供電模塊和充電模塊獨立分開,在關機狀態(tài)下即可為裝置電池充電,免除了待機狀態(tài)下造成的不必要功耗;供電時可使用內(nèi)部鋰電池供電,也可使用+5V外部電源USB插頭插入供電USB插孔,即可為裝置提供電源;充電時,+5V外部電源USB插頭插入USB充電孔,即可為裝置內(nèi)鋰電池提供充電;
開機準備方法:打開測試儀主機電源開關,待主機屏幕出現(xiàn)開機畫面至電阻率測量界面,開機完成;若工作燈閃爍頻率正常,說明測量儀主機可正常工作;拿起測量探頭,探頭中部有三個LED燈,最左側(cè)的為電源指示燈,常亮狀態(tài),說明探頭供電正常;中間LED燈為可測量指示燈,頻率閃爍狀態(tài),說明隨時可以測量;
電阻率測試方法:一手持該測試儀,一手持探頭,只需把探頭靠近硅材料,不需接觸硅材料;最右側(cè)LED燈為測量完成燈,當測得硅材料結(jié)果后此LED燈會亮起,同時中間測量閃爍燈關閉;這時即可在主機屏幕上顯示被測硅材料的精確電阻率,同時在探頭的中部兩位數(shù)碼也會顯示電阻率數(shù)值的兩位有效數(shù)字;測量完成;同時可在測試儀主機上顯示電阻率,常溫下測試范圍為0.001--200ΩCM,測試精度為5%。
與現(xiàn)有技術相比,本實用新型的有益效果體現(xiàn)在:本實用新型所述一種便攜式半導體非接觸電阻率測試儀,包括盒式殼體、液晶顯示屏、集成電路板、鋰電池盒、薄膜鍵盤、電源開關、紅色指示燈、綠色指示燈、充電USB插孔、供電USB插孔、DB15VGA信號接口、渦流測量探頭;集成電路板包括單片機STM32,均與單片機STM32相連接的TLF_LCD液晶顯示模塊、BOOT狀態(tài)開關電路、薄膜按鍵模塊、M95M01存儲模塊、JTAG程序模塊、AD數(shù)據(jù)采集接口、供電控制端口,與AD數(shù)據(jù)采集接口輸入端相連接的信號發(fā)生模塊,與供電控制端口相連接的電源指示燈模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊;與電源轉(zhuǎn)換模塊輸入端依次相連接的電源隔離接口、鋰電池和USB充電電源模塊;本實用新型采用非接觸式測量,即使用渦流測量探頭,且利用探頭銅線圈產(chǎn)生的渦流來檢測電阻率,常溫下測試范圍為0.001--200ΩCM,測試精度為5%,功耗低,可在液晶顯示屏上顯示結(jié)果使用壽命遠高于比市場上的同類產(chǎn)品。
附圖說明
圖1 為本實用新型的結(jié)構示意圖。
圖2 為本實用新型的電路模塊整體結(jié)構示意圖。
圖3 為本實用新型的信號發(fā)生模塊結(jié)構示意圖。
圖4 為本實用新型的供電模塊原理圖。
圖5 為本實用新型的降壓穩(wěn)壓模塊原理圖。
圖6 為本實用新型信號發(fā)生模塊的信號發(fā)生電路原理圖。
圖7 為本實用新型信號發(fā)生模塊的信號處理電路原理圖。
附圖中:1.盒式殼體,2.液晶顯示屏,3.集成電路板,4.鋰電池盒,5.薄膜鍵盤,6.電源開關,7.紅色指示燈,8.綠色指示燈,9.充電USB插孔,10.供電USB插孔,11.DB15VGA信號接口,12.渦流測量探頭,13.電源控制器,14.升壓穩(wěn)壓器,15.降壓穩(wěn)壓器,16.AMS1117穩(wěn)壓器,17.XR2206P正弦方波發(fā)生器,18.F42N50Q工頻陷波器,19.帶通濾波器,20.恒流源測量線圈電路,21.移相器,22.乘法器,23.二階低通濾波器。
具體實施方式
結(jié)合附圖1至圖7對本實用新型進一步詳細描述,以便公眾更好地掌握本實用新型的實施方法,本實用新型具體的實施方案為:
如圖 1所示,本實用新型所述的一種便攜式半導體非接觸電阻率測試儀,包括盒式殼體1、液晶顯示屏2、集成電路板3、鋰電池盒4、薄膜鍵盤5、電源開關6、紅色指示燈7、綠色指示燈8、充電USB插孔9、供電USB插孔10、DB15VGA信號接口11、渦流測量探頭12,其特征在于所述盒式殼體1呈長方體,其上部表面中間位置設置液晶顯示屏2,液晶顯示屏2周邊設置薄膜鍵盤5,所述薄膜鍵盤5包括厚度按鍵、溫度按鍵、設置按鍵、聲音按鍵、屏幕按鍵、測量按鍵及上下左右四個方向按鍵;所述盒式殼體1一端側(cè)面并列設置電源開關6、紅色指示燈7、綠色指示燈8、充電USB插孔9、供電USB插孔10、DB15VGA信號接口11;所述DB15VGA信號接口11通過導線連接渦流測量探頭12;所述盒式殼體1內(nèi)部設置集成電路板3、鋰電池盒4,所述鋰電池盒4設置在集成電路板3一側(cè),所述鋰電池盒4內(nèi)部設置鋰電池;所述集成電路板3與液晶顯示屏2、鋰電池盒4、薄膜鍵盤5、電源開關6、紅色指示燈7、綠色指示燈8、充電USB插孔9、供電USB插孔10、DB15VGA信號接口11電連接。
如圖 2所示,本實用新型所述的一種便攜式半導體非接觸電阻率測試儀,其特征在于所述集成電路板3包括單片機STM32,均與單片機STM32相連接的TLF_LCD液晶顯示模塊、BOOT狀態(tài)開關電路、薄膜按鍵模塊、M95M01存儲模塊、JTAG程序模塊、AD數(shù)據(jù)采集接口、供電控制端口,與AD數(shù)據(jù)采集接口輸入端相連接的信號發(fā)生模塊,與供電控制端口相連接的電源指示燈模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊;與電源轉(zhuǎn)換模塊輸入端依次相連接的電源隔離接口、鋰電池和USB充電電源模塊。
如圖 2、圖 4、圖 5所示,本實用新型所述的一種便攜式半導體非接觸電阻率測試儀,其特征在于所述鋰電池和USB充電電源模塊包括電源控制器13、升壓穩(wěn)壓器14、降壓穩(wěn)壓器15、AMS1117穩(wěn)壓器16;所述電源控制器13,包括鋰電池供電電路、USB供電電路;
所述鋰電池供電電路包括鋰電池接線端子J4、USB1接線端子J2、光電耦合開關U5、電阻R7、R8、R9、電容C3;所述鋰電池接線端子J4的一號引腳連接+12V鋰電池正極,其二號引腳接地;所述光電耦合開關U5為可控制的光電藕合器件TLP521,其集電極C連接所述鋰電池接線端子J4的一號引腳,所述光電耦合開關U1的發(fā)射極與電阻R8的一端連接,所述電阻R8的與電阻R9串聯(lián)后接地;所述光電耦合開關U5的負極A與電阻R7一端連接,所述電阻R1另一端的與USB1接線端子J2一號端子連接;所述光電耦合開關U5的正極K與電容C3一端連接后,再與所USB1接線端子J2的二號端子連接并接地,所述電容C1與電阻R1組成穩(wěn)壓整流RC濾波電路;
所述USB供電電路模塊包括USB2接線端子J8、二極管D3、D7、場效應管Q2、電阻R11、R12、電量采集二線端子J5;所述場效應管Q2為增強型場效應管MOSFETP,其一號引腳柵極連接電阻R2、R3的串聯(lián)接點;場效應管Q2的二號引腳源極連接鋰電池接線端子J4的一號引腳,且依次串聯(lián)電阻R11、R12后接地,電量采集二線端子J5的一、二號引腳并聯(lián)接在電阻R12兩端;場效應管Q2的三號引腳漏極依次連接二極管D3的負極、二極管D7的正極,二極管D7的負極連接USB1接線端子J2的一號引腳,二極管D3的負極且連接USB2接線端子J8的一號引腳;
所述升壓穩(wěn)壓器14包括UP2芯片LM2577、U8芯片AQY212S、電源二線端子J9、電感L6、L7、LP2、電容CP4、CP5、CP6、C10、電阻RP3、RP5、RP6、R13、穩(wěn)壓管D8、DP2、DP4;所述UP2芯片LM2577的五號引腳連接USB2接線端子J8的二號引腳、電感LP2的一端、電容CP4的一端,電容CP4的另一端接地;電感LP2的另一端連接UP2芯片LM2577的四號引腳后依次連接穩(wěn)壓管D8的正極、電容CP5的正極、C10的一端、電阻RP5的一端、穩(wěn)壓管DP2的正極、電感L6和VCC_+12V電源接口,電容CP5的負極、C10的另一端接地;所述UP2芯片LM2577的一號引腳依次連接電阻RP3、電容CP6后接地,其三號引腳接地,其二號引腳依次連接電阻RP6的一端、電阻R13、電阻RP5的另一端,電阻RP6的另一端接地;所述U8芯片AQY212S的一號引腳連接鋰電池供電電路的電容C3和電阻R7的并聯(lián)接點,其二號引腳連接電源二線端子J9的一號引腳且接地,其三號引腳連接穩(wěn)壓管DP4后連接電源二線端子J9的二號引腳,其四號引腳連接電感L7后連接VCC_+12V電源接口;
所述降壓穩(wěn)壓器15包括U4芯片LM2596S、電容C2、C8、C11、電感L1、電阻R10、R14、穩(wěn)壓管D6、D9;所述U4芯片LM2596S的一號引腳連接VCC_+12V電源接口后串聯(lián)電容C2并接地,其二號引腳依次連接電感L1、穩(wěn)壓管D6后連接CPU_5V接口,其三號引腳連接電阻R10、R14連接點,電阻R10另一端連接穩(wěn)壓管D6正極,電阻R12另一端接地,其四號引腳接地;穩(wěn)壓管D9、電容C11均并聯(lián)在U4芯片LM2596S的二號、六號引腳兩端;穩(wěn)壓管D6正極連接AV_5V接線端;
所述AMS1117穩(wěn)壓器16包括U7芯片AMS1117S、電源接口端子J10、電感L5、電容C12、C13、C15、C15;所述電源接口端子J10包括VCC_+12V一號引腳、CPU_5V二號引腳、AV_5V三號引腳、+3.3V四號引腳;所述U7芯片AMS1117S的一號引腳接地,其二號引腳依次連接電感L5、電源接口端子J10的+3.3V四號引腳,其三號引腳依次連接電容C12、C13的一端、電源接口端子J10的CPU_5V二號引腳且電容C12、C13的另一端接地,其四號引腳連接+3.3V接線端。
如圖 2、圖 3、圖 6、圖 7所示,所述一種便攜式半導體非接觸電阻率測試儀,其特征在于所述信號發(fā)生模塊包括信號發(fā)生電路、信號處理電路;
所述信號發(fā)生電路包括XR2206P正弦方波發(fā)生器17、F42N50Q工頻陷波器18、帶通濾波器19、恒流源測量線圈電路20、移相器21;所述XR2206P正弦方波發(fā)生器17的正弦波輸出端依次連接F42N50Q工頻陷波器18、帶通濾波器19、恒流源測量線圈電路20,所述恒流源測量線圈電路20的測量線圈包括ZXB01、ZXB02輸出接口;所述XR2206P正弦方波發(fā)生器17的方波輸出端包括FB01、FB02輸出接口,F(xiàn)B02輸出接口連接移相器21;
所述信號處理電路包括1號輸出回路、2號輸出回路,二者均包括乘法器22、二階低通濾波器23、放大電路、AD數(shù)據(jù)采集端口,所述乘法器22包括正弦波探頭信號輸入接口、參考方波輸入接口、乘法器輸出接口,所述乘法器輸出接口依次連接二階低通濾波器23、放大電路、AD數(shù)據(jù)采集端口;所述恒流源測量線圈電路20的測量線圈的ZXB01、ZXB02輸出接口分別依次連接1號、2號輸出回路的乘法器22的正弦波探頭信號輸入接口;所述XR2206P正弦方波發(fā)生器17的方波輸出端的FB01、FB02,F(xiàn)B01輸出端連接1號輸出回路的乘法器22的參考方波輸入接口,F(xiàn)B02輸出接口連接移相器21后連接2號輸出回路的乘法器22的參考方波輸入接口;
所述的XR2206P正弦方波發(fā)生器17包括JP1芯片XR2206P、電感L1、L2、L7、L8、L11、L13、電阻R26、R27、R41、R48、可變電阻R43、R45、R59、電容C26、C33、C35、C37;所述JP1芯片XR2206P的一號引腳串聯(lián)電感L2后連接模擬地AGNDD,其二號引腳設為正弦波輸出端,其三號引腳依次串聯(lián)可變電阻R43、電阻R26后連接VCC_+12V電壓端,其四號引腳依次串聯(lián)電容C26、電感L1后連接模擬地AGNDD,其五號引腳通過電容C35連接其五號引腳,其七號引腳依次串聯(lián)電阻R48、可變電阻R45、電感L8后連接模擬地AGNDD,其八號、九號、十五號、十六號引腳懸置,其十號引腳依次串聯(lián)電容C37、電感L11后連接模擬地AGNDD,其十一號引腳設為方波輸出端,其十二號引腳連接電感L13后連接模擬地AGNDD,其十三號引腳連接可變電阻R59后連接十四號引腳;電阻R41的一端連接可變電阻R43與電阻R26的連接點,另一端連接電感L7后連接模擬地AGNDD,可變電阻R43中間端子連接電容C26且電容C26與電阻R41并聯(lián);可變電阻R45中間端子連接可變電阻R45與電感L8的串聯(lián)接點;方波輸出端連接電阻R27后連接+12V電源模塊接口;
所述的F42N50Q工頻陷波器18包括U4芯片F(xiàn)42N50Q、電阻R28、R29、R61、電感L14、電容C27、C40;所述U4芯片F(xiàn)42N50Q的一號引腳通過電阻R28連接JP1芯片XR2206P的二號引腳,其二號引腳依次連接電阻R61、電感L14后連接模擬地AGNDD,其四號引腳連接電容C40后與其三號引腳并聯(lián)且連接-12V電源模塊接口,其四號引腳與電阻R61、電感L14的連接點短路連接,其五號引腳連接+12V電源模塊接口后連接電容C27且接模擬地AGNDD,其七號引腳連接電阻R29后與其六號引腳連接組成輸出端;
所述的帶通濾波器19采用無線增益帶通濾波器,包括J23雙路低噪聲運算放大器SA5532、電阻R30、R31、R32、R33、R70、電感L17、L18、電容C28、C29、C30;運算放大器SA5532的二號引腳依次連接電容C28、電阻R30后連接U4芯片F(xiàn)42N50Q的六號引腳,其三、四號引腳短接后連接電感L17且接模擬地AGNDD,其四號引腳連接電阻R33后連接+12V電源模塊接口,其四號引腳依次連接電阻R70、電感L18后接模擬地AGNDD,其八號引腳連接+12V電源模塊接口后依次連接電容C30、模擬地AGNDD,其一號引腳設為輸出端;電阻R31兩端分別連接運算放大器SA5532的四號引腳、電容C28與電阻R30的接點;電阻R32兩端分別連接運算放大器SA5532的二、四號引腳;電容C29兩端分別連接運算放大器SA5532的一號引腳、電容C28與電阻R30的接點;
所述的恒流源測量線圈電路20,包括AR3雙路低噪聲運算放大器SA5532、測量線圈端子J1、電阻R34、R35、R37、R75、電感L5、L6、L19、電容C31、可變電阻R36、R76;AR3雙路低噪聲運算放大器SA5532的二號引腳與電阻R34連接后連接J23雙路低噪聲運算放大器SA5532的一號引腳輸出端,其三號引腳連接測量線圈端子J1的二號引腳,其四號引腳依次連接電感L5、模擬地AGNDD,其八號引腳連接+12V電源模塊接口后依次連接電容C31、電感L6、模擬地AGNDD,其一號引腳依次連接電阻R37、可變電阻R36后連接其三號引腳,電阻R35并聯(lián)在其一、二號引腳兩端;測量線圈端子J1的二號引腳依次連接可變電阻R76、電阻R75、模擬地AGNDD,其一號引腳設置兩個正弦波輸出端口ZXB01、ZXB01;
所述的移相器21,包括J22雙路低噪聲運算放大器SA5532、電阻R89、R90、R91、R94、電感L20、L22、電容C49、C49、可變電阻R90;J22雙路低噪聲運算放大器SA5532的六號引腳連接電阻R91后連接JP1芯片XR2206P的十一號引腳方波輸出端,其五號引腳依次連接電容C49、電感L20、模擬地AGNDD,且其五號引腳依次連接可變電阻R90、電阻R89、JP1芯片XR2206P的十一號引腳方波輸出端,其四號引腳連接-12V電源模塊接口,其八號引腳連接+12V電源模塊接口后依次連接電容C50、電感L22、模擬地AGNDD,其七號引腳設為輸出端;電阻R89并聯(lián)在J22雙路低噪聲運算放大器SA5532的六、七號引腳;
所述的乘法器22,包括芯片MC1496、電阻R62、R64、R65、R66、R67、R68、R69、R71、R72、R73、R74、電感L15、L16、L26、L27、電容C41、C42、C43、C44、可變電阻R63;芯片MC1496的一號引腳連接電容C41后連接正弦波信號輸入端,且其一號引腳依次連接電阻R64、可變電阻R63、電阻R62連接其二號引腳,可變電阻R63中間接線端子連接可變電阻R63與電阻R62的接點后連接-8V電源模塊接口,且其一號引腳連接電阻R64電路、其四號引腳連接電阻R66電路并聯(lián)后依次連接電感L15、模擬地AGNDD,其二、三號引腳通過電阻R67連接,其五號引腳依次連接電阻R68、電感L16、模擬地AGNDD,其六、七號引腳并聯(lián)后依次連接電阻R69、+12V電源模塊接口,其八號引腳依次連接電容C42、電感L27,且其八號引腳依次連接電阻R71、電感L26,且其八號引腳依次連接電阻R74、+12V電源模塊接口,其九、十一、十三號引腳懸置,其十號引腳依次連接電容C44、方波信號輸入端,且其十號引腳通過電阻R74連接其八號引腳,其十二號引腳依次連接電容C43、乘積信號輸出端,且十二號引腳依次連接電阻R72、+12V電源模塊接口,十四號引腳連接-8V電源模塊接口;
所述二階低通濾波器23,采用無線增益多路反饋二階低通濾波器,包括J24雙路低噪聲運算放大器SA5532、電阻R97、R99、R101、R102、電感L25、L28、電容C53、C54、C55、可變電阻R98、R100;J24雙路低噪聲運算放大器SA5532的二號引腳依次連接電阻R99、可變電阻R98、電阻R97、乘法器(22)的乘積信號輸出端,其三號引腳依次連接電阻R101、電感L25、模擬地AGNDD,其四號引腳連接-12V電源模塊接口,其八號引腳連接+12V電源模塊接口后依次連接電容C55、電感L28、模擬地AGNDD,其一號引腳連接信號輸出端,且一號引腳通過電容C55連接其二號引腳,且一號引腳依次連接電阻R102、可變電阻R100后連接電阻R99、可變電阻R98的連接點。
如圖 1所示,所述一種便攜式半導體非接觸電阻率測試儀,其特征在于:所述液晶顯示屏采用TFT_LCD集成芯片;所述存儲芯片U9,型號為M95M01;所述按鍵輸入模塊中的按鍵為薄膜按鍵;所述JTAG程序模塊芯片為JTAG芯片;
渦流測量探頭12采用非接觸式測量,且利用探頭銅線圈產(chǎn)生的渦流來檢測電阻率,銅線圈連接2根直徑1MM的屏蔽線;常溫下測試范圍為0.001--200ΩCM,測試精度為5%。
實施例1
如圖1所示,作為優(yōu)選最佳實施方式,包括以下步驟:
步驟1:主機電源USB供電。由于供電模塊和充電模塊獨立分開,在關機狀態(tài)下即可為裝置電池充電,免除了待機狀態(tài)下造成的不必要功耗;供電時可使用內(nèi)部鋰電池供電,也可使用+5V外部電源USB插頭插入供電USB插孔,即可為裝置提供電源;充電時,+5V外部電源USB插頭插入USB充電孔,即可為裝置內(nèi)鋰電池提供充電。
步驟2:開機準備。打開測試儀主機電源開關,待主機屏幕出現(xiàn)開機畫面至電阻率測量界面,開機完成;若工作燈閃爍頻率正常,說明測量儀主機可正常工作;拿起測量探頭,探頭中部有三個LED燈,最左側(cè)的為電源指示燈,常亮狀態(tài),說明探頭供電正常;中間LED燈為可測量指示燈,頻率閃爍狀態(tài),說明隨時可以測量。
步驟3:電阻率測試。一手持該測試儀,一手持探頭,只需把探頭靠近硅材料,不需接觸硅材料;最右側(cè)LED燈為測量完成燈,當測得硅材料結(jié)果后此LED燈會亮起,同時中間測量閃爍燈關閉;這時即可在主機屏幕上顯示被測硅材料的精確電阻率,同時在探頭的中部兩位數(shù)碼也會顯示電阻率數(shù)值的兩位有效數(shù)字;測量完成;同時可在測試儀主機上顯示電阻率,常溫下測試范圍為0.001--200ΩCM,測試精度為5%。
與現(xiàn)有技術相比,本實用新型的有益效果體現(xiàn)在:本實用新型所述一種便攜式半導體非接觸電阻率測試儀,包括盒式殼體、液晶顯示屏、集成電路板、鋰電池盒、薄膜鍵盤、電源開關、紅色指示燈、綠色指示燈、充電USB插孔、供電USB插孔、DB15VGA信號接口、渦流測量探頭;集成電路板包括單片機STM32,均與單片機STM32相連接的TLF_LCD液晶顯示模塊、BOOT狀態(tài)開關電路、薄膜按鍵模塊、M95M01存儲模塊、JTAG程序模塊、AD數(shù)據(jù)采集接口、供電控制端口,與AD數(shù)據(jù)采集接口輸入端相連接的信號發(fā)生模塊,與供電控制端口相連接的電源指示燈模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊;與電源轉(zhuǎn)換模塊輸入端依次相連接的電源隔離接口、鋰電池和USB充電電源模塊;本實用新型采用非接觸式測量,即使用渦流測量探頭,且利用探頭銅線圈產(chǎn)生的渦流來檢測電阻率,常溫下測試范圍為0.001--200ΩCM,測試精度為5%,功耗低,可在液晶顯示屏上顯示結(jié)果使用壽命遠高于比市場上的同類產(chǎn)品。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已,并不用以限制本實用新型,凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本本實用新型的保護范圍之內(nèi)。