高精度自动电阻测试仪

介绍一种基于STM32F103单片机的高精度自动电阻测试仪的设计与制作。该电阻测试仪使用分压法来实现对电阻的测量,采用了高精度的16位Σ-ΔADC AD7705完成电阻电压的准确测量。整个系统易于控制,人机交互界面友好。经测试,系统功能齐全,精确度达到0.6%,转换速率达到10/秒。

山西电子技术 21 0 2年第 2期文章编号：644 7 (02)20 3—2 17 5 8 2 1 0—0 60

应用实践

高精度自动电阻测试仪廖静很，李勇，林少菌(中山职业技术学院，东中山 580 )广 244摘要：绍一种基于 S M 2 13单片机的高精度自动电阻测试仪的设计与制作。该电阻测试仪使用分压法介 T 3 F0来实现对电阻的测量，采用了高精度的 l 6位∑一A D D 7 5完成电阻电压的准确测量。整个系统易于控制， A C A 70人机交互界面友好。经测试，系统功能齐全，精确度达到 0 6, .%转换速率达到 1/ 0秒。关键词：单片机 S M3;A 7 0;高精度 T 2 D75中图分类号：P 6 .文献标识码： T381 A

传统的电阻测试仪存在需要调档，精度不够的缺点。本文介绍了使用分压法，了高精度的 1∑一A D D 7采用 6位 A CA 7￣完成电阻电压的准确测量的自动电阻测试仪的构成。

2系统各主要部分的理论分析和实际设计 2 1 S M3 F 2单片机最小系统模块设计 . T 2 3

1总体设计1 1基于分压的电阻测量法 .

本系统中主控芯片为 S M3 F 0, T 2 13此款单片机时钟频率达到 7 z在 7 z时消耗 3 ( 2MH, 2MH 6mA所有外设处于工作状态 )待机时下降到 2斗价格便宜、, A,高性能、低功耗。本系统全部的控制、测量、显示等功能均由其来完成。2 2电压采集模块 .

该系统使用如图 I所示的分压法测电阻，采用精密电阻做为 R,为测量电阻，。R通过测量，, 由欧姆定理便可r,、 D,

以测出 R =

。此方案电路结构简单，调试方便。只

A 70 D 75用∑一△转换技术实现了 1 6位无丢失代码性

U 1一 U 2

要把精准电阻%标定好，使用高精度的 A D进行采样，就可以测出 R。 一

能，具有 00 3 .0%的非线性度，包括由缓冲器和增益可编程放大器( G组成的前端模拟调节电路， P A)可编程数字滤波器等部件。非常符合本设计要求。 设计电路时，为减少数字电路对模拟电路的干扰，拟模地与数字地分开，电路设计图如图 3所示。2 3基准电源模块 .

基准电源

卜 -

A 70 D 7 5需要外

部供给一个基准电压源，合系统需要结图 1分压式电阻测量电路

进行温度补偿，选择用 A 70 D 8 D 8。A 7 0是一款超高精度带隙基准电压源，以利用 4 0V一3 可 . 6 V的输入提供 2 5V或 . 3 0V输出。A 7 0可以用来提供最高 1 . D8 0mA的源电流或吸电流，并且可以在串联或分流模式下工作，无需外部器件便可提供正或负输出电压，因此适合几乎所有的高性能基准电压源应用 J。能提供稳定的 2 5V或 30V输出。 . . 2 4自动分压式电阻测量部分 .

12系统组成 .

该系统由 S M3 F 0 T 2 13单片机做主控，系统通过单片机控制继电器来实现电阻档的自动转换，用了高精度的 1采 6位∑一A D D 7 5完成电阻电压的准确测量，F A CA 70 T T彩色液晶可以实时显示测量电阻阻值及其误差，还可以显示电位器阻值曲线。系统总体方案框图如图 2所示。

采用传统台式仪表所采用的继电器量程选择模式，用利单片机控制继电器的通断实现量程的自动切换。由于继电器在未导通时电路为断路，而在导通后基本可视为 0导 通，两端无压降，也就是说继电器是一个电子控制的开关，而

且由于继电器是机械结构，稳定性比较高，其因此可以作为理想的自动仪表控制设备。4个继电器，精密电阻就可 4个以组成自动分压式电阻测量模块，电路结构简单，调试方便。

3软件设计( )“时待机”能设计， 1超节系统采用 S M3为主控 T 2作芯片，考虑到该芯片在掉电模式下待机时电流下降到 2 A, 具有非常低的功耗，对系统设计了“超时待机”能：节系统若图 2系统总体方案框图

超过预定的时间没有输入，采用软件方法让主芯片进入待机

收稿日期：0 2— 2—2修回日期：0 2— 3— 6 21 0 l 2 1 0 0

作者简介：廖静很 (94 )女，西人， 18一，广现在在中山职业技术学院任教师，究方向为智能控制技术。研 李勇(92 )男， 18一，湖北仙桃人，电子工程师，硕士，究方向：研运动控制技术。林少茵 (9 4,,东中山人， 1 8 .)女广实验师，研究方向：通信工程。

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