[实用新型]智能型全范围电阻测量仪

说明书

本实用新型属于各种线圈内阻、接触电阻，普通中值电阻，高压电气、绝缘电阻的智能测量装置。

目前，在工业现场和各种实验室使用的电阻测量仪器中，采用的表计有微欧计、万用表欧姆档和高阻表。这些仪表的测量范围都有一定的限制，微欧计的测量范围一般在几十微欧到几百欧，万用表只能测量几欧到几百千欧的电阻，而一般的高阻表在测量低于几十兆欧的电阻时，往往会由于短路而烧毁或不能工作。在现场测试中，多数情况下测量的电阻范围可能是既有低阻又有高阻，比如在测试一台变压器时，既需要测量它的线圈内阻，又需要测量其绝缘电阻，在现有的测量仪器中，就不能使用其中一台来满足测试要求。这样测试起来就很不方便。对指针式仪表，还有一个缺点就是测量结果误差很大。

上述的测试过程需要专业技术人员去完成，测试结束后还必须由专业人员对测量数据进行处理，过程非常繁琐。例如在对低阻值接触电阻测量中就要记录大量的测量结果，以便统计分析接触状况；绝缘电阻测量中，还须记下几个不同时刻的电阻值，这样才能计算出绝缘材料的吸收比和极化系数，并要根据它们值的大小判断绝缘状况。

鉴于以上情况，本实用新型的目的在于改进现有测试仪器的不足，设计一种适用于全范围电阻测量，用数字显示测量结果，并能对测量结果和分析结论进行自动记录的智能型电阻测量仪器。

本实用新型的基本原理是使用三个双斜积分A/D转换器，分别用于对低值、中值、高值范围电阻的测量，对连至测试端子间的电阻按先低阻再中阻后高阻的次序进行试测，并利用A/D转换器的超量程输出信号控制量程的自动转换。其测量范围设定为，低阻：1×10^-6欧-1.999×10³欧；中阻：2.000×10³欧-1.999×10⁷欧；高阻：2.000×10⁷欧-1.999×10¹²欧。低阻部分的测量采用电流—电压法：使恒流源流过被测电阻，通过测出被测电阻两端的电压，求出被测电阻值。中阻部分和高阻部分采用电阻比事测量方式，不同之处在于测试电压的高低，中阻部分采用低压，后者为了保证测量的准确性，采用电压可选的直流高压(1000V，2500V，5000V，10000V等)。

仪器的控制和数据处理由单片机系统完成。A/D转换器输出的转换结果由并行I/O口送入单片机进行处理，处理结果一路送显示器显示，另一路在接到键盘发出的“打印”命令后，打印出电阻值、吸收比、有关接触状况、绝缘状况的结论等信患。

本实用新型克服了现有单台电阻测量仪器量程不足的缺陷，采用大规模集成电路、单片机控制，既提高了测量精度(可达0.1％)又缩小了仪器的体积，具有造价低、重量轻、体积小、携带方便、操作简单、智能化、全范围电阻测量等优点。该智能仪器可广泛用于科研、生产现场中一切涉及到电阻参数的测试中。

下面结合附图详细描述实现本实用新型的方法。

图1为该仪器的总框图，其中[1]为单片机系统，[2]、[3]、[4]分别是低阻值、中阻值、高阻值电阻的测量部分，图2、图3、图4分别是它们的内部结构示意图。[5]是输入键盘，[6]是显示器，[7]是微型打印机系统，[8]是可调恒流源，[9]是可调直流高压发生器。图5是单片机系统详图。

开关K1、K2、K3在任何时候只有一个闭合，它们的闭合与断开是由单片机中G、H两根信号线决定的。仪器断电或刚上电是时，K1处于闭合状态，把被测电阻Rx接入低阻值测量回路[2]，如果Rx小于2000欧，则测量结果通过BUS1总线输出给单片机系统[1]；否则，产生一个溢出信号D，一路输出给单片机系统[1]，通知[1]启用中阻值测量采样、处理程序，并输出控制信号G、H，以断开K1闭合K2；另一路用于启动中阻值测量回路[3]。若2000欧≤Rx＜20M欧，转换结果通过BUS2总线输出给单片机系统[1]，否则，产生一个溢出信号E，一路输出给[1]，通知[1]启用高阻值测量采样、处理程序，并输出控制信号G、H，以断开K2闭合K3；另一路用于启动高压发生器[9]和A/D转换器，测量结果由BUS3总线输出给单片机系统[1]。

图2中，[8]输出的直流电流流经被测电阻Rx，产生一个电压降，该电压经前置放大器放大后，输给A/D转换器，只要适当选择前置放大器的放大倍数和参考电压V_REF+的大小，就可得到与Rx成一定比例的读数值。

图3采用比率法测电阻，读数＝Rx/Rs×1000，当Rx≥2Rs时，A/D转换器溢出。