[发明专利]数字显示高灵敏度电导和高阻值电阻测量电路及方法

权利要求书

1.数字显示高灵敏度电导和高阻值电阻测量电路，包括测量电路和数字A/D转换显示电路，数字A/D转换显示电路包括相连的A/D转换器和显示电路；其特征在于：

所述数字显示高灵敏度电导和高阻值电阻测量电路还包括精密放大转换电路；

所述测量电路由标准电阻R1和被测电阻Rx串联构成；

所述Rx的一端与测量电压V+相连，另一端与R1相连，Rx与R1的连接点a点与精密放大转换电路相连；

所述精密放大转换电路与A/D转换器相连；

所述精密放大转换电路包括阻抗变换电路和分压调节电路；

所述阻抗变换电路的输入端与a点相连，输出端与A/D转换器相连；

所述分压调节电路位于与Rx两端电压Vx完全相同的电压区间中。

2.根据权利要求1所述的数字显示高灵敏度电导和高阻值电阻测量电路，其特征在于：

所述阻抗变换电路为同相电压跟随器电路或反相比例运算电路；

所述阻抗变换电路包括运算放大器及一组相互反向并联的，起保护作用的二极管，该组相互反向并联的二极管连接在运算放大器同相输入端和反相输入端之间；

所述分压调节电路由电阻R2与可调电阻组R3串联构成；所述R3的一端与测量电压V+相连，另一端与R2相连，R2与R3的连接点b点与A/D转换器相连。

3.根据权利要求2所述的数字显示高灵敏度电导和高阻值电阻测量电路，其特征在于：

所述阻抗变换电路为同相电压跟随器电路；

所述运算放大器的同相输入端与a点相连，反相输入端与其输出端相连；

此时：

所述R2的一端与R3相连，另一端与运算放大器的输出端相连；

所述R1的一端与Rx相连，并与运算放大器的同相输入端相连，另一端接地。

4.根据权利要求2所述的数字显示高灵敏度电导和高阻值电阻测量电路，其特征在于：

所述阻抗变换电路为反相比例运算电路；

所述运算放大器的反相输入端与a点相连，同相输入端接地；

此时：

所述R2的一端与R3相连，另一端接地；

所述R1的一端与Rx相连，并和运算放大器的反相输入端相连，另一端与运算放大器的输出端相连。

5.根据权利要求1-4任一所述的数字显示高灵敏度电导和高阻值电阻测量电路，其特征在于：

所述精密放大转换电路还包括至少一种辅助电路；

所述辅助电路包括但不限于保护电路、恒流源电路、调零电路、校正电路、防震荡电路、稳流稳压电路和升压电路。

6.利用如权利要求2-5任一所述的电路进行电导和高阻值电阻测量的方法，其特征在于以下步骤：

调试时，待测电阻Rx选择精密电阻10ⁿ MΩ，n≤3，n为正整数，调整R3，使V1＝V2，V1为R1两端的电压值，V2为R2两端的电压值；

运算放大器输出端输出的电压为V4，V4电压值等同于V1；

所述V2由b点输出至A/D转换器；V4由运算放大器输出端输出至A/D转换器；

①、电导测量电路：以V4作为A/D转换器的V_IN输入，以V2作为A/D转换器的V_REF输入，此时数字A/D转换显示电路的显示值为(V4/V2)×1000；

②、电阻测量电路：以V2作为A/D转换器的V_IN输入，以V4作为A/D转换器的V_REF输入，此时数字A/D转换显示电路的显示值为(V2/V4)×1000。

7.根据权利要求6所述的电导和高阻值电阻测量的方法，其特征在于：

所述待测电阻Rx为100MΩ时：

电导测量电路：电导测量范围为0.01nS～20nS，对应电阻值为50MΩ～100GΩ；

电阻测量电路：电阻测量范围为0～200MΩ；

所述待测电阻Rx为1000MΩ时：

电导测量电路：电导测量范围为0.001nS～2nS，对应电阻值为500MΩ～1000GΩ；

电阻测量电路：电阻测量范围为0～2000MΩ。