[发明专利]一种精密电阻测量装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量精密电阻阻值的装置和方法。

背景技术

目前，常规的精密电阻测量是采用精密电流源向待测电阻施加电流，测量 电阻两端电压，然后通过待测电阻上电流、电压和待测电阻之间的关系计算出 电阻阻值。这种方法需要高稳定精密电流源和高精度电压表，成本比较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种高精度、高稳定性且成本低廉的精密电阻测量装 置，本发明的另一目的是提供一种控制该测量装置进行自动测量的精密电阻测 量方法。

一种精密电阻测量装置，其中：待测电阻(Rs)一端通过基准电阻(Rbase)、 限流电阻(Rlim)接入电源正极(V+)，待测电阻(Rs)另一端通过偏置电阻(Rbias) 接地，一四选二交叉开关(MUX)的四个输入端分别连接在基准电阻(Rbase)、 待测电阻(Rs)的两端，其第一、第二两个输出端分别连接在一信号放大电路 的同、反相输入端，该信号放大电路的输出端连接A/D转换器的输入端，A/D 转换器的输出端连接中央处理器(CPU)的数据信号输入端，中央处理器(CPU) 的数据信号输出端连接一存储器，中央处理器(CPU)的控制信号输出端连接 交叉开关(MUX)的控制信号输入端，用于控制交叉开关(MUX)的两输出端 依次输出基准电阻(Rbase)两端的正反向电压、待测电阻(Rs)两端的正反向 电压。

所述的精密电阻测量装置，其中：所述信号放大电路包括一缓冲放大器

(BUF)和一放大器(AMP)，缓冲放大器(BUF)的同、反相输入端与交叉开 关(MUX)的两输出端分别对应连接，缓冲放大器(BUF)的输出端连接放大 器(AMP)的输入端，放大器(AMP)的输出端连接A/D转换器的输入端。

所述的精密电阻测量装置，其中：所述交叉开关(MUX)由两个四选一模 拟开关构成，每个模拟开关的四个输入端均分别对应连接在基准电阻(Rbase)、 待测电阻(Rs)的两端，两模拟开关的输出端分别与信号放大电路的同、反相 输入端对应连接。

所述的精密电阻测量装置，其中：所述中央处理器(CPU)采用单片机。

所述的精密电阻测量装置，其中：所述基准电阻(Rbase)选用温漂系数 ＜5ppm/℃的电阻。

所述的精密电阻测量装置，其中：所述基准电阻(Rbase)的阻值等于待测 电阻(Rs)阻值范围的中间值。

一种精密电阻测量方法，其中：包括如下步骤：

a)、系统初始化；

b)、中央处理器(CPU)的控制信号输出端对交叉开关(MUX)的控制信 号输入端输送控制信号，控制交叉开关(MUX)的第一输出端连接基准电阻 (Rbase)的输入端、第二输出端连通基准电阻(Rbase)的输出端，即缓冲放大 器(BUF)的同相输入端(in+)接收基准电阻(Rbase)的输入端电压(bp)、 反相输入端(in-)接收基准电阻(Rbase)的输出端电压(bn)，缓冲放大器(BUF) 输出端输出的信号(BUF1)为基准电阻(Rbase)的输入端电压(bp)、输出端 电压(bn)之差(BUF1＝bp-bn)，该信号(BUF1)经放大器(AMP)放大后送入 A/D转换器进行A/D转换，A/D转换后的信号(Bp)经中央处理器(CPU)送 入存储器存储；

c)、中央处理器(CPU)的控制信号输出端对交叉开关(MUX)的控制信 号输入端输送控制信号，控制交叉开关(MUX)的第一输出端连接基准电阻 (Rbase)的输出端、第二输出端连通基准电阻(Rbase)的输入端，即缓冲放大 器(BUF)的同相输入端(in+)接收基准电阻(Rbase)的输出端电压(bn)、 反相输入端(in-)接收基准电阻(Rbase)的输入端电压(bp)，缓冲放大器(BUF) 输出端输出的信号(BUF2)为基准电阻(Rbase)的输出端电压(bn)、输入端 电压(bp)之差(BUF2＝bn-bp)，该信号(BUF2)经放大器(AMP)放大后送入 A/D转换器进行A/D转换，A/D转换后的信号(Bn)经中央处理器(CPU)送 入存储器存储；