[实用新型]一种基于离散频谱校正技术的阻抗测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种阻抗测量仪，特别涉及一种基于离散频谱校正技术的阻抗测量仪。 

背景技术

现有的阻抗测量方法主要有电桥法、谐振法和伏安法。这三种方法存在如下问题： 

1.电桥法具有较高的测量精度，但电桥法测量需要反复进行平衡调节，测量时间长，很难实现快速的自动测量； 

2.谐振法要求较高频率的激励信号，一般不容易满足高精度的要求，由于测试频率不固定，测试速度也很难提高； 

3.伏安法要求仪器必须能进行向量测量及除法运算，传统的伏安法对向量的测量依赖相敏检波器，并需要产生两路正交的正弦基准信号，导致测量电路复杂，测量成本提高。 

因此，如何设计一种基于离散频谱校正技术的阻抗测量仪，即为本领域技术人员的研究方向所在。 

发明内容

为了达到上述目的，本实用新型提供一种基于离散频谱校正技术的阻抗测量仪，以解决上述现有技术中所存在的问题。 

为了达到上述目的，本实用新型提供一种基于离散频谱校正技术的阻抗测量仪，其包括：ARM处理器、DDS正弦信号发生器、阻抗测量电路、双路高速AD转换器及可编程逻辑器件，其中，所述的ARM处理器与所述的DDS正弦信号发生器连接，用于控制DDS信号发生器产生一正弦信号，所述正弦信号经过阻抗测量电路后得到电压正弦量和电流正弦量，所述的电压正弦量和电流正弦量通过双路高速AD转换器进行转换，并由可编程逻辑器件进对电压正弦量和电流正 弦量进行同步采集，采集后的信号由所述的ARM处理器进行处理。 

其中，所述的ARM处理器为STM32 ARM处理器。 

其中，所述的可编程逻辑器件为EPM240可编程逻辑器件。 

本实用新型对传统的伏安法进行了改进与创新，提出了一种基于离散频谱校正技术的阻抗测量仪，具有如下的有益效果： 

1.在实现复阻抗的测量时能极大的提高测量的时间； 

2.在实现复阻抗的测量时能实现自动测量； 

3.在实现复阻抗的测量时能实现不同频率下的阻抗模型； 

4.在实现复阻抗的测量时能提高阻抗的测量精度； 

5.在实现复阻抗的测量时能简化测量电路； 

6.该测量仪具有较高的性价比。 

附图说明

图1为本实用新型基于离散频谱校正技术的阻抗测量仪的硬件实现框图； 

图2为本实用新型基于离散频谱校正技术的阻抗测量仪结构示意图。 

附图标记说明：：11-ARM处理器；12-DDS正弦信号发生器；13-阻抗测量电路；14-双向高速的AD转换器；15-可编程逻辑器件。 

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。 

如图1所示，分别为本实用新型及基于离散频谱校正技术的阻抗测量仪的硬件实现框图。 

本实用新型提供一种基于离散频谱校正技术的阻抗测量仪，其包括：ARM处理器11、DDS正弦信号发生器12、阻抗测量电路13、双路高速AD转换器14及可编程逻辑器件15，其中： 

所述的ARM处理器11与所述的DDS正弦信号发生器12连接，用于控制DDS正弦信号发生器12产生某一频率的正弦信号，该正弦信号经过阻抗测量电路13后得到待测阻抗的电压正弦量和电流正弦量，然后通过双路高速AD转换器14对电压和电流进行同步采集，整个采集的过程由可编程逻辑器件15来完成，解决了高速采集频率与处理器接口问题，采集后的电压和电流离散信号交由ARM 处理器11进行处理，该处理过程为对双路采集信号进行快速傅里叶变换并进行离散频谱的分析校正，进而得到精确的阻抗值，达到测量的目的。 

如图2所示，基于离散频谱校正技术的阻抗测量仪结构示意图，本实用新型的由DDS正弦信号发生器12产生的正弦信号x(t)经过由待测阻抗Z构成的电路，得到待测阻抗Z的电压正弦量x₁(t)和电流正弦量x₂(t)，然后对电压正弦量和电流正弦量进行同步采集，进而得到采样之后的电压正弦量x₁(n)和电流正弦量x₂(n)，分别对x₁(n)和x₂(n)进行FFT，得到快速傅里叶变换的结果X₁(k)和X₂(k)，通过对X₁(k)和X₂(k)进行离散频谱分析校正，降低阻抗测量的频率误差、幅值误差和相位误差，最终得到的阻抗测量Z结果极大的提高了测量的精度。