專利名稱：一種在線測量電阻阻值的裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電阻阻值的在線測量技術，尤其是涉及一種在電阻與電感并聯
(RL電路)的情況下利用相位法快速、準確地在線測量電阻阻值的裝置和方法。
背景技術：
利用相位法在線測量電阻阻值的過程中，相位角(相位差)的準確性是整 個測量過程的關鍵點。而目前常用的測量相位角的方法有兩種
一種是采用填充計數式的相位測量法。 一般采用過零鑒相法來獲得兩個同 頻信號間的相位值；過零鑒相法的原理如下將兩個同頻被測信號整形為兩個 方波信號，其前沿和后沿分別對應于被測信號的正向過零點和負向過零點，然 后測量出這兩個同頻方波的前沿(或后沿)之間的時間差比例，即為這兩個祐: 測信號之間的相位差。而要獲得這個時間差比例，通常采用填充計數法設A, B為兩路同頻待測的正弦波信號，兩信號經整形后形成A'和B'兩路方波，若A' 的兩個前沿之間(一個信號周期)的計數脈沖的個數為N, A'與B'的兩個相鄰 前沿之間的計數脈沖的個數為n,則A， B兩路之間的相位差為(n/N)x 360。。
由于該相位測量法的測量精度不僅與被測信號的取樣通道、幅值和頻率有 關，還與計數脈沖的頻率有關，存在實際操作誤差4交大、難于操作的缺陷。
另一種是采用直接相位測量法。即使用專用的儀器儀表，如指針式相位表、 數字相位表或陰級示波器來測量相位差。
利用專用的儀器儀表直接測量相位方法存在如下技術缺陷
1、 該方法根本不能判斷兩個信號中哪個信號領先或滯后，因此很難準確 的測量出兩個被測信號之間的相位差；
2、 利用專用的儀器儀表存在價格昂貴、測量誤差較大的缺陷，不利于推 廣使用。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于提出 一種在線測量電阻阻值的裝置及方 法，將直接測量相位差轉化為間接測量，以避開相位差難于準確測量的難題， 解決目前難于在線準確的測量電阻阻值的技術難題。
為解決上述問題，本發(fā)明公開一種在線測量電阻阻值的裝置，包括 由電源、串接的可變參考電阻和電感組成的測量電路，待測量電阻與所述 電感并聯連接，該測量電路用于在選擇所述參考電阻阻值的前提下，分別測量 并輸出所述電源的有效電壓值以及所述參考電阻兩端的電壓值和所述電感兩 端的電壓值；
阻值計算單元，用于根據所述參考電阻阻值、所述測量電路輸出的所述電 算出待測量電阻的阻值。 ' '
3較優(yōu)的，所述參考電阻阻值的選擇依據是使所述參考電阻兩端的電壓值和 所述電感兩端的電壓值處于同一數量級。
較優(yōu)的，所述參^"電阻至少包括1歐姆、IO歐姆、100歐姆、1K歐姆、 IOK歐姆、100K歐姆和1M歐姆的待選擇阻值。 較優(yōu)的，所述電源為交流恒壓電源。
另外，本發(fā)明公開一種在線測量電阻阻值的方法，包括步驟
將待測量電阻與測量電路中的電感并聯連接，其中，所述測量電路由電源、 串接的可變參考電阻和電感組成；
在選擇所述參考電阻阻值的前提下，分別測量并輸出所述電源的有效電壓 值以及所述參考電阻兩端的電壓值和所述電感兩端的電壓值；
根據所述參考電阻阻值、所述測量電路輸出的所述電源的有效電壓值以及 所述參考電阻兩端的電壓值和所述電感兩端的電壓值，計算出待測量電阻的阻 值。
所述電感兩端的電壓值處于同一數量級。
較優(yōu)的，所述參考電阻至少包括1歐姆、IO歐姆、100歐姆、1K歐姆、 IOK歐姆、100K歐姆和1M歐姆的待選擇阻值。
較優(yōu)的，所述電源為交流恒壓電源。
與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果
本發(fā)明將直接測量相位差轉化為間接測量相位差，即在選擇所述參考電 阻阻值的前提下，分別測量所述電源的電壓值以及所述參考電阻兩端的電壓值 和所述電感兩端的電壓值；根據所述參考電阻阻值、所述電源的電壓值以及所 述參考電阻兩端的電壓值和所述電感兩端的電壓值即可計算出待測量電阻的 阻值。因此，本發(fā)明能夠高效、快速、準確的在線測量出電阻的阻值，具有測 量誤差小、實現簡便的優(yōu)點，尤其適合在線測量RL電路中的電阻阻值。


圖l是本發(fā)明一個較佳實施例的結構示意圖； 圖2是圖1中測量電路的相位矢量示意圖； 圖3是本發(fā)明一個較佳實施例的結構示意圖。
具體實施例方式
請參考圖l所示，本實施例的測量裝置包括測量電路110和阻值計算單 元120。其中，所述測量電路110包括為交流恒壓的電源，其有效電壓值為 U;串接的可變參考電阻Rx和電感L。而待測量電阻R與電感L并聯連接。并 且，所述參考電阻為適用對各種阻值大小的電阻進行測量，其至少包括1歐姆、 IO歐姆、100歐姆、1K歐姆、IOK歐姆、100K歐姆和1M歐姆的待選擇阻值，
為便于理解，以下對本發(fā)明是如何將直接測量相位差轉化為間接測量相位 差做進一步的詳細描述。
在測量電路110中，待測量電阻R與電感L并聯連接形成RL電路。而在 RL電路中，要快速、準確地測量電阻R的阻值，必須要使電感L的感抗盡可 能大，使之對電阻R的影響減到最小。假設參考電阻Rx兩端的電壓值為Urx，而Urx是可以測量的，故通過Rx
的電流I就可以根據歐姆定律算出；同理，被測電阻R的兩端電壓與電感L的 兩端電壓是相同的，稱其為Url,而流過兩者的電流分別表示為Ir和Il。在LR 電路中，流過電阻R的電流lR與電阻R兩端的電壓URL是同相位的，而流過 電感L的電流IL的相位總比電感L兩端的電壓Url的相位滯后tc/2個周期，如 圖2所示。 '
由矢量圖可知I=IR+IL，故可以解直角三角形利用余弦定理得lR-rcosa, 為此問題轉化為求相位角的問題，過程如下
根據歐姆定律，可得R=Url/Ir; I-Urx/Rx
由圖2可知，利用三角函數可得IR=I 'cosa;
由此可推導出R= (Url Rx) / (Urx 'cosa);
接著解三角形，整理后得
R= ( 2 U2rl.Rx ) / ( U2-U2rl- TAX) (1)
由于測試時，參考電阻Rx的阻值是選定了的，故是一個已知的確定值； 因此，只要測量出電源的電壓值U、參考電阻Rx兩端的電壓值為Ufc以及電感 L的兩端電壓Url，所述阻值計算單元120即可4艮據上式(1 )計算出待測電阻 R的阻值。
結合圖3所示，本實施例中，電源取頻率為IOKHZ、電壓為0.68V的交流 恒壓源；而參考電阻Rx的阻值是已知的且檔位可在1歐姆、IO歐姆、100歐 姆、1K歐姆、10K歐姆、100K歐姆和1M歐姆中選擇，為了提高被測電阻R 的準確性必須使參考電阻Rx兩端的電壓Urx和被測電阻R兩端的電壓Url保 持在同一個數量級上。本實施例包括如下步驟
步驟S310、選擇參考電阻Rx的一個阻值，即從參考電阻Rx已知的檔位中 選擇1歐姆、IO歐姆、100歐姆、1K歐姆、IOK歐姆、100K歐姆或1M歐姆。
步驟S320、分別測量參考電阻Rx兩端的電壓值為URx以及電感L的兩端
電壓URL。
步驟S330、判斷Urx與URL是否為同一數量級。若否，則轉步驟S340; 否則轉步驟S350。
步驟S340、若Urx大于Url，則將參考電阻Rx的阻值調?。蝗鬠rx小于 Url，則將參考電阻Rx的阻值調大；以此盡量保證參考電阻Rx兩端的電壓URx 和被測電阻R兩端的電壓Url保持在同一個數量級上，從而提高被測電阻R 的準確性。
步驟S350、測量電源的有效值U。
步驟S360、將測量出的數據U、 Urx和Url，并結合選擇的考參考電阻R，c 的阻值，根據上述公式(1)計算獲得待測電阻R的阻值。
綜上，本發(fā)明將直接測量相位差轉化為間接測量相位差，即在選擇所述 參考電阻阻值的前提下，分別測量所述電源的電壓值以及所述參考電阻兩端的 電壓值和所述電感兩端的電壓值；根據所述參考電阻阻值、所述電源的電壓值
電阻的阻4。因此，本發(fā)明能夠高效、快速"、準確的在線測量出電阻的阻值， 具有測量誤差小、實現簡便的優(yōu)點，尤其適合在線測量RL電路中的電阻阻值。
權利要求
1、一種在線測量電阻阻值的裝置，其特征在于，包括由電源、串接的可變參考電阻和電感組成的測量電路，待測量電阻與所述電感并聯連接，該測量電路用于在選擇所述參考電阻阻值的前提下，分別測量并輸出所述電源的有效電壓值以及所述參考電阻兩端的電壓值和所述電感兩端的電壓值；阻值計算單元，用于根據所述參考電阻阻值、所述測量電路輸出的所述電源的有效電壓值以及所述參考電阻兩端的電壓值和所述電感兩端的電壓值，計算出待測量電阻的阻值。
2、根據權利要求1所述的在線測量電阻阻值的裝置，其特征在于，所述電壓值處于同一數量級。
3、 根據權利要求1所述的在線測量電阻阻值的裝置，其特征在于，所述 參考電阻至少包括l歐姆、IO歐姆、100歐姆、1K歐姆、IOK歐姆、100K歐 姆和1M歐姆的待選擇阻值。
4、 根據權利要求1所述的在線測量電阻阻值的裝置，其特征在于，所述 電源為交流恒壓電源。
5、 一種在線測量電阻阻值的方法，其特征在于，包括步驟 將待測量電阻與測量電路中的電感并聯連接，其中，所述測量電路包括電源、串接的可變參考電阻和電感的測量電路；在選擇所述參考電阻阻值的前提下，分別測量所述電源的有效電壓值以及 所述參考電阻兩端的電壓值和所述電感兩端的電壓值；根據所述參考電阻阻值、所述電源的有效電壓值以及所述參考電阻兩端的 電壓值和所,述電應兩端的電壓值，計算出待測量電阻的阻值。
6、 根據權利要求5所述的在線測量電阻阻值的方法，其特征在于，所述電壓值處于同一數量級。
7、 根據權利要求5所述的在線測量電阻阻值的方法，其特征在于，所述 參考電阻至少包括l歐姆、IO歐姆、100歐姆、1K歐姆、IOK歐姆、100K歐 姆和1M歐姆的待選擇阻值。
8、 根據權利要求5所述的在線測量電阻阻值的方法，其特征在于，所述 電源為交流恒壓電源。
全文摘要
本發(fā)明公開一種在線測量電阻阻值的裝置和方法，其中該裝置包括由電源、串接的可變參考電阻和電感組成的測量電路，待測量電阻與所述電感并聯連接，該測量電路用于在選擇所述參考電阻阻值的前提下，分別測量并輸出所述電源的有效電壓值以及所述參考電阻兩端的電壓值和所述電感兩端的電壓值；阻值計算單元，用于根據所述參考電阻阻值、所述測量電路輸出的所述電源的有效電壓值以及所述參考電阻兩端的電壓值和所述電感兩端的電壓值，計算出待測量電阻的阻值。本發(fā)明將直接測量相位差轉化為間接測量，解決目前難于在線準確的測量電阻阻值的技術難題，且能夠高效、快速、準確的在線測量出電阻的阻值，具有測量誤差小、實現簡便的優(yōu)點。
文檔編號G01R25/00GK101470143SQ20071018616
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權日2007年12月27日
發(fā)明者勇 王, 趙國富 申請人:深圳創(chuàng)維－Rgb電子有限公司