[发明专利]能实现自动调整宽测量范围的高阻测量装置

说明书

本发明提供了一种结构简单、测量效率高且精密高的能实现自动调整宽测量范围的高阻测量装置。本发明微处理器控制板（1）、信号处理板（2）和通道切换电路板（3），微处理器控制板（1）与信号处理板（2）之间通过隔离耦合的方式连接，微处理器控制板（1）设置有信号源（11）、MCU（12）和系统电源（13），系统电源（13）为整个装置供电，信号处理板（2）上装置有DC信号源转换模块（22）、信号匹配通道切换模块（23）、信号增益调整放大电路（24）和ADC模数转换模块（25），从外围的信号源隔离耦合进入的AC激励信号以及DC信号源转换模块均与信号匹配通道切换模块连接。本发明可应用于测试领域。

技术领域

本发明涉及测试领域，尤其涉及一种用于测量具备低耐压（工作电压＜5V）特性且阻抗范围达到50MΩ到100TΩ（50×10⁶～100×10¹²欧姆）的精密器件的能实现自动调整宽测量范围的高阻测量装置。

背景技术

现有技术中，阻抗测量基本都是采用静电计、SMU、皮安计+电压源、高阻计等方法。静电计的测量方式需要配置电压源或电流源，所以高阻的精密测试都是使用外接一台电压源（源表）加静电计或是皮安计的方法实现，从而获得测量电压或电流，使用欧姆定律最终计算出阻值。目前在测量超高电阻，采用较多的方法是图1、图2，使用源表（电压源、电流源）和静电计的仪表测试方法，可以直接获得测试值。以图1、图2 所示测试方法为通用的静电计(静电电压表)、高阻计仪器仪表实现的高电阻测量，它们的特点是静电计(静电电压表)和激励源(电压源或电流源)是分开的两部分。另外市面上较为流行的高阻测量仪器，型号为B2985A等仪器设备，将源表和静电计综合在一台仪器中，然后通过仪表专用配套适配器连接测量高阻，直接可以在仪表面板上读取测试值，不用再另外计算。

但现有技术的缺点是，测量＞GΩ的高阻时，因为噪声和干扰等因素的存在，仪器要求的稳定时间比较长，当测量未知阻抗器件时，就会存在信号源（电压源、电流源）档位参数设置调整，档位的每一次切换都会伴随很长的稳定时间，这样就会降低测量的效率，尤其是在批量生产的自动化装备中，这个劣势会更加明显；另外仪表固有的标准化特征降低了测试的灵活性，很难实现测量设备的嵌入式开发应用；使得应用成本增高局限性增大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、测量效率高且精密高的能实现自动调整宽测量范围的高阻测量装置。

本发明所采用的技术方案是，该装置包括微处理器控制板、信号处理板和通道切换电路板，所述微处理器控制板与所述信号处理板之间通过隔离耦合的方式连接，所述微处理器控制板设置有信号源、MCU和系统电源，所述系统电源为整个装置供电，所述信号处理板上装置有DC信号源转换模块、信号匹配通道切换模块、信号增益调整放大电路和ADC模数转换模块，所述DC信号源转换模块与所述信号匹配通道切换模块连接，所述信号匹配通道切换模块输出信号到所述通道切换电路板，所述信号增益调整放大电路和所述ADC模数转换模块依次连接，所述信号增益调整放大电路对通道切换电路板输出的取样信号进行增益调整放大，所述ADC模数转换模块将信号通过隔离耦合的方式输出到所述微处理器控制板上，所述通道切换电路板包括含有多档位的分流取样电阻、多档电阻选择开关和第二仪表运放器，待测产品设置在所述通道切换电路板上并通过所述多档电阻选择开关与所述分流取样电阻相连接。

所述微处理器控制板与所述信号处理板之间通过正弦信号隔离装置、SPI隔离装置和端口隔离装置分别实现模拟信号隔离、数字信号隔离和控制信号隔离。

所述DC信号源转换模块采用DAC数模转换模块对直流输出进行设定，所述DC信号源转换模块还包括基准电源、高精分压器及通道切换器，所述基准电源与所述高精分压器连接，所述高精分压器的输出端与所述通道切换器连接，所述通道切换器输出两路，一路为直流正电压输出，一路为直流负电压输出，该两路输出通过第四继电器切换后输入到所述通道切换电路板。