一种基于电桥的高精度电阻测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种基于电桥的高精度电阻测量装置，属于电阻测量技术领域。
【背景技术】
[0002] 在生活、实验和工程中，对于电阻的测量精度一直是个需要克服的问题，尤其在小 电阻的测量问题上尤为突出。如果不能准确排除小电阻的影响而引起实验数据与理论值之 间存在较大误差，从而影响测试效果。测量电阻的方法有很多，如欧姆表法、伏安法等，目 前的电阻测量仪大多采用欧姆定律法。与此同时，电阻测量分为大电阻测量与小电阻测量， 大电阻测量施加电压源，小电阻测量施加电流源。
[0003] 在小电阻测量中，按施加电流源形式的不同又可分为：脉冲电流测量法、直流恒流 源测量法和低频交流电流测量法；但它们多数都不同程度地受电表精度和接入误差的影 响，从而使测量精度受到影响。电桥法测量电阻是一种比较法，对上述的影响比较小，只要 桥臂参考电阻很精确，数据采集稳定，那么就能很好的测量待测电阻。同时在实际应用中， 电阻精度与温漂的存在致使电阻匹配问题尤为突出，特别是在设计高性能恒流源时成为最 大的障碍，电阻匹配问题会直接降低恒流源的稳定性和抗干扰能力，因此，必须采取有效的 措施予以消除。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于电桥的高精度电阻测量装置， 解决了电阻测量中的电阻匹配问题，提高了测量精度。
[0005] 本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
[0006] 一种基于电桥的高精度电阻测量装置，包括控制电路、电桥电阻测量电路、A/D转 换电路、基准电压电路，所述电桥电阻测量电路与A/D转换电路连接，所述A/D转换电路与 控制电路连接，所述基准电压电路分别与所述电桥电阻测量电路、A/D转换电路连接；所述 A/D转换电路用于将所述电桥电阻测量电路输出的电压信号进行模数转换，并输出数字信 号，所述基准电压电路用于分别向所述电桥电阻测量电路、A/D转换电路提供基准电压，所 述控制电路用于接收A/D转换电路输出的数字信号并进行处理。
[0007] 进一步的，所述基于电桥的高精度电阻测量装置还包括显示电路，所述显示电路 与控制电路连接，用于将控制电路处理后的结果显示出来。
[0008] 进一步的，所述基于电桥的高精度电阻测量装置还包括存储电路，所述存储电路 与控制电路连接。
[0009] 进一步的，所述基于电桥的高精度电阻测量装置还包括时钟与复位电路，所述时 钟与复位电路与控制电路连接。
[0010] 进一步的，所述基于电桥的高精度电阻测量装置还包括串口通讯电路，所述串口 通讯电路与控制电路连接。
[0011] 优选的，所述控制电路为STM32F103RBT6型号单片机。
[0012] 优选的，所述显示电路为TFTIXD液晶显示屏。
[0013] 优选的，所述存储电路为W25X16型号芯片。
[0014] 本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
[0015] 1、本实用新型基于电桥的高精度电阻测量装置，将精度高且低温漂的电阻作为电 桥的桥臂参考电阻，解决了参考电阻阻值受温度影响的问题，进一步提高了测量精度。
[0016] 2、本实用新型基于电桥的高精度电阻测量装置，通过施加基准电压使得数据采集 更加稳定，灵敏度高，成本低廉。
[0017] 3、本实用新型基于电桥的高精度电阻测量装置，功耗低、操作简便、功能强大，适 用于精密电阻的测量，可以应用于多种场合。
【附图说明】
[0018] 图1是本实用新型基于电桥的高精度电阻测量装置的整体架构图。
[0019] 图2是本实用新型控制电路部分的电路图。
[0020] 图3是本实用新型电桥电阻测量电路、A/D转换电路、基准电压电路部分的电路 图。
[0021] 图4是本实用新型电桥电阻测量电路的简化示意图。
[0022] 图5是本实用新型显示电路部分的电路图。
[0023] 图6是本实用新型存储电路部分的电路图。
[0024] 图7是本实用新型电源电路部分的电路图。
[0025] 图8是本实用新型按键和LED部分电路图。
[0026] 图9是本实用新型工作流程不意图。
【具体实施方式】
[0027] 下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中 自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通 过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用 新型的限制。
[0028] 本实用新型以电桥电路作为核心的电阻测量电路，通过精度高且低温漂的电阻作 为电桥的桥臂电阻，不仅解决了参考电阻阻值精确和受温度影响的问题；利用电桥公式反 推待测电阻的基本公式，再对测量得到的电阻值进行修正；利用STM32F103RBT6单片机作 为整个系装置控制核心完成装置电阻数据的测量、处理、存储和显示的功能，显示的数据不 仅包括推算得到的电阻值还包括电桥输出的电位值，从而方便对电阻值修正提供可靠的数 据支持，这样就可以达到测得电阻值更加精确的效果。
[0029] 如图1所示，为本实用新型基于电桥的高精度电阻测量装置的整体架构图。该装 置包括控制电路、电桥电阻测量电路、A/D转换电路、基准电压电路，所述电桥电阻测量电路 与A/D转换电路连接，所述A/D转换电路与控制电路连接，所述基准电压电路分别与所述电 桥电阻测量电路、A/D转换电路连接；所述A/D转换电路用于将所述电桥电阻测量电路输出 的电压信号进行模数转换，并输出数字信号，所述基准电压电路用于分别向所述电桥电阻 测量电路、A/D转换电路提供基准电压，所述控制电路用于接收A/D转换电路输出的数字信 号并进行处理。该装置还包括显示电路、存储电路、时钟与复位电路以及串口通讯电路，上 述电路均与控制电路连接。
[0030] 如图2所示，为本实用新型控制电路部分的电路图。控制电路利用STM32F103RBT6 单片机作为控制核心，辅以晶振电路和时钟复位电路，STM32F103RBT6是ARM Cortex-M3内 核、32位单片机完全能够使该装置达到所要测量的精度。STM32F103RBT6作为控制核心完 成数据的测量、处理、存储和显示等功能。
[0031] 如图3所示，为实用新型电桥电阻测量电路、A/D转换电路、基准电压电路部分的 电路图。电桥电阻测量电路就是将原来电桥四个桥臂的其中一个桥臂接待测电阻，另外三 个桥臂都接精度为万分之一且低温漂的精密电阻，待测电阻通过航空插头及专用LRC测试 夹接入。A/D转换电路采用24位的AD7793模数转换芯片，用于电桥输出的电位采集与转 换，并将转换的数据传送给STM32单片机进行计算和处理。基准电压电路是通过两块基准 电压芯片AD743及外围电容滤波电路共同构成基准电压电路，分别给电桥电阻测量电路和 A\D转换电路提供基准电压。
[0032] 如图4所示，为本实用新型电桥电阻测量电路的简化示意图。A、B、C和D点分别 表示导线的接触点，U是通过基准电压电路获得的电压，Rp RjPR3为精密电阻，Rx为待测 电阻，Utjut为电桥输出电压即：U rat= Ucd-Ubd，这样就可以先测量B和C两点的电位，从而可 以进一步对到待测电阻的阻值。根据图示的电桥电路可得
【主权项】
1. 一种基于电桥的高精度电阻测量装置，其特征在于：包括控制电路、电桥电阻测量 电路、A/D转换电路、基准电压电路，所述电桥电阻测量电路与A/D转换电路连接，所述A/D 转换电路与控制电路连接，所述基准电压电路分别与所述电桥电阻测量电路、A/D转换电路 连接；所述A/D转换电路用于将所述电桥电阻测量电路输出的电压信号进行模数转换，并 输出数字信号，所述基准电压电路用于分别向所述电桥电阻测量电路、A/D转换电路提供基 准电压，所述控制电路用于接收A/D转换电路输出的数字信号并进行处理。
2. 如权利要求1所述基于电桥的高精度电阻测量装置，其特征在于：所述基于电桥的 高精度电阻测量装置还包括显示电路，所述显示电路与控制电路连接，用于将控制电路处 理后的结果显不出来。
3. 如权利要求1所述基于电桥的高精度电阻测量装置，其特征在于：所述基于电桥的 高精度电阻测量装置还包括存储电路，所述存储电路与控制电路连接。
4. 如权利要求1所述基于电桥的高精度电阻测量装置，其特征在于：所述基于电桥的 高精度电阻测量装置还包括时钟与复位电路，所述时钟与复位电路与控制电路连接。
5. 如权利要求1所述基于电桥的高精度电阻测量装置，其特征在于：所述基于电桥的 高精度电阻测量装置还包括串口通讯电路，所述串口通讯电路与控制电路连接。
6. 如权利要求1所述基于电桥的高精度电阻测量装置，其特征在于：所述控制电路为 STM32F103RBT6型号单片机。
7. 如权利要求2所述基于电桥的高精度电阻测量装置，其特征在于：所述显示电路为 TFTLCD液晶显示屏。
8. 如权利要求3所述基于电桥的高精度电阻测量装置，其特征在于：所述存储电路为 W25X16型号芯片。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于电桥的高精度电阻测量装置，包括控制电路、电桥电阻测量电路、A/D转换电路、基准电压电路，所述电桥电阻测量电路与A/D转换电路连接，所述A/D转换电路与控制电路连接，所述基准电压电路分别与所述电桥电阻测量电路、A/D转换电路连接；所述A/D转换电路用于将所述电桥电阻测量电路输出的电压信号进行模数转换，并输出数字信号，所述基准电压电路用于分别向所述电桥电阻测量电路、A/D转换电路提供基准电压，所述控制电路用于接收A/D转换电路输出的数字信号并进行处理。本实用新型将精度高且低温漂的电阻作为电桥的桥臂参考电阻，解决了参考电阻阻值受温度影响的问题，进一步提高了测量精度。
【IPC分类】G01R27-02
【公开号】CN204314387
【申请号】CN201520004107
【发明人】行鸿彦, 何乃龙
【申请人】南京信息工程大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月5日