專利名稱：數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的系統(tǒng)及檢測方法
數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的系統(tǒng)及檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電阻設(shè)備的校準與檢定領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的系統(tǒng)及4企測方法。背景4支術(shù)
各類電阻表、萬用表等測試設(shè)備，在出廠前都需要校準，在用戶使用前都需要檢定，以確定其技術(shù)性能指標。目前，在各個應(yīng)用領(lǐng)域，各類電阻表、萬用表的普及程度也越來越廣，對其性能要求也更高。每年相關(guān)部門都會對該類設(shè)備進行檢定和校準。傳統(tǒng)的方法是使用固定精密電阻來校準和檢定其電阻檔的，該方法在校準和檢定每一個電阻點時，都需要一個固定的精密電阻與其值
對應(yīng)，檢定才可以進行；而設(shè)備的不斷發(fā)展，需要檢定和校準的點越來越多。因此，使用傳統(tǒng)方法需要備有大量的精密電阻，檢測成本大大提高，從而受到越來越多的限制，迫切需要一項新的技術(shù)，能夠輸出連續(xù)可調(diào)的電子負載，來滿足當前的需要。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的系統(tǒng)，解決目前不能輸出連續(xù)可調(diào)的電子負載的問題。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的設(shè)計一種數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的系統(tǒng)，包括數(shù)字處理組件以及模擬處理組件，所述數(shù)字處理組件和所述模擬處理組件進行電連接。
本發(fā)明進一步改進的是所述數(shù)字處理組件包括微處理器、控制電路、人機接口及DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器；所述模擬處理組件包括運算放大器、M0S金屬氧化物半導體管及電阻。
本發(fā)明進一步改進的是所述微處理器接收并執(zhí)行來自于所述人機接口的指令，所述微處理器調(diào)節(jié)所述DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出幅度。
本發(fā)明進一步改進的是所述人機接口包括鍵盤、顯示器及可遠程控制的通訊端口 。
本發(fā)明進一步改進的是所述DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器為乘積型DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明又提供一種數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的實現(xiàn)方法，以便于將上述數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的系統(tǒng)應(yīng)用于實際生產(chǎn)中。
一種數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的檢測方法。包括以下步驟
(101) 連接設(shè)置；
(102) 人機接口向微處理器發(fā)出操作指令；
(103) 所述微處理器接收所述人機接口的指令并向DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器發(fā)出控制信號指令；
(104) 所述DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換該控制信號指令為相應(yīng)的模擬信號；調(diào)節(jié)所述DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出電壓以使整個信號鏈路達到平衡；
(105) 控制MOS金屬氧化物半導體管的G極電壓，調(diào)節(jié)流過該MOS管的電
流;
(106) 信號輸出端輸出模擬直流電阻。
本發(fā)明進一步改進的是所述步驟(101)具體為將數(shù)字處理組件和模擬處理組件進行電連接，其中，所述數(shù)字處理組件包括微處理器、控制電路、人機接口及DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述模擬處理組件包括運算放大器、MOS金屬氧化物半導體管及電阻；所述數(shù)字處理組件和模擬處理組件形成閉環(huán)電路。
本發(fā)明進一步改進的是所述人機接口包括鍵盤、顯示器及可遠程控制的通訊端口 ；所述DA數(shù)才莫轉(zhuǎn)換器為乘積型DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
本發(fā)明進一步改進的是所述信號輸出端可串接精密電阻；所述可調(diào)節(jié)的模擬直流電阻范圍為0至2M歐。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明是利用了微處理、數(shù)模轉(zhuǎn)換等現(xiàn)代電子技術(shù)，以歐姆定律為理論基礎(chǔ)，巧妙地實現(xiàn)了連續(xù)可調(diào)的模擬直流精密電阻的輸出。通過使用微處理器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器件來控制整個模擬直流負載的輸出，輸出的直流負載是連續(xù)可調(diào)的，完全跳出了傳統(tǒng)負載必須受限于固定精密電阻的范圍,既筒化了操作方法又節(jié)約了成本。本發(fā)明主要是基于電力系統(tǒng)中，對各類電阻表、萬用表等的校準和檢定，需要使用到大量精密負載而進行描述。實際上，在其它行業(yè)，只要有使用到大量各類負載的場合，都可以使用本技術(shù)來設(shè)計連續(xù)可調(diào)的負載，從而滿足最終的使用要求。

圖l是本發(fā)明數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的系統(tǒng)示意圖。
圖2是本發(fā)明數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的實現(xiàn)方法流程圖。圖3是本發(fā)明數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的系統(tǒng)電路示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例，對發(fā)明作進一步的描述。
如圖1， 一種數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的系統(tǒng)，包括數(shù)字處理組件以及才莫擬處理組件，所述數(shù)字處理組件和所述才莫擬處理組件進行電連接。該系統(tǒng)分為兩部分， 一部分是數(shù)字信號控制部分，另一部分是;f莫擬信號處理部分。
所述數(shù)字處理組件包括微處理器11、控制電路、人機接口 13及DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器12;所述模擬處理組件包括運算放大器14、 MOS金屬氧化物半導體管15及電阻16。為了獲取精密而穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，該運算放大器可以為精密運算放大器，該電阻為精密電阻。所述微處理器11接收并執(zhí)行來自于所述人機接口 13的指令，所述微處理器11調(diào)節(jié)所述DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器12的輸出幅度。而在系統(tǒng)的控制，包括指令的讀取和傳輸上，則通過內(nèi)置的控制軟件進行操作，用戶通過控制軟件進行相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)置，即可完成電阻檢測前的參數(shù)配置以及電阻檢測過程中的數(shù)據(jù)跟蹤及顯示。
所述人機接口 13包括鍵盤、顯示器及可遠程控制的通訊端口。人機接口主要是為了將不同的指令通過微處理器傳送到DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器，從而實現(xiàn)特定的功能。
所述DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器12為乘積型DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
本發(fā)明還提供了一種數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的檢測方法，如圖2,包括以下幾個步驟
101連接設(shè)置；
102人機接口向微處理器發(fā)出操作指令；
103所述微處理器接收所述人機接口的指令并向DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器發(fā)出控制信號指令；
104所述DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換該控制信號指令為相應(yīng)的模擬信號；調(diào)節(jié)所述DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出電壓以使整個信號鏈路達到平衡；該轉(zhuǎn)換器選用乘積型DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器將來自微處理器的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的模擬信號，同時其電壓參考端受輸出反饋信號的控制。
105控制MOS金屬氧化物半導體管的G極電壓，調(diào)節(jié)流過該MOS管的電流；106信號輸出端輸出模擬直流電阻。而為了能實現(xiàn)輸出較大電阻的目的，可以在信號輸出端串接精密電阻。
所述步驟101具體為將數(shù)字處理組件和模擬處理組件進行電連接，其中，所述數(shù)字處理組件包括微處理器、控制電路、人機接口及DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述模擬處理組件包括運算放大器、MOS金屬氧化物半導體管及電阻；所述數(shù)字處理組件和才莫擬處理組件形成閉環(huán)電路；所述人機，接口包括一建盤、顯示器及可遠程控制的通訊端口 ；所述DA tt才莫轉(zhuǎn)換器為乘積型DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器；所述信號輸出端可串接精密電阻；所述可調(diào)節(jié)的模擬直流電阻范圍為0至2M歐。
該微處理器通過接收來自人機接口的指令，來調(diào)節(jié)DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出幅度，從而達到控制直流電阻輸出的目的；為了保證系統(tǒng)最終輸出的準確度與穩(wěn)定度，DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器不僅要控制著整個系統(tǒng)信號的輸出，同時可以實現(xiàn)對輸出信號的閉環(huán)控制。因此，DA轉(zhuǎn)換器選用的為一個乘積型的DA器件，將輸出反饋信號引入到該DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器的參考電壓端，與設(shè)置的信號進行相乘，實現(xiàn)對整個輸出信號的精密控制；同時為了保證輸出直流電阻的分辨率，推薦選用12BIT以上的乘積型DA轉(zhuǎn)換器。整個系統(tǒng)的最終結(jié)果是產(chǎn)生模擬直流標準電阻，以此來檢測各類電阻測試儀，通過調(diào)節(jié)DA的輸出電壓，當整個信號鏈路達到平衡以后，輸出信號端如果連接有電阻測試設(shè)備，通過內(nèi)置控制軟件的一些算法便可以檢測到一個準確而穩(wěn)定的直流電阻。
實際應(yīng)用中，通過本系統(tǒng)不需要外接各種標準直流電阻，便可以完成整個電阻點的校準和檢定，完全滿足相關(guān)的使用要求，如圖3，系統(tǒng)接上被檢測設(shè)備，如電阻表等。MCU 11控制整個負載的輸出大小，假設(shè)該MCU 11對DA的設(shè)定值是系數(shù)K,則DA轉(zhuǎn)換器12輸出
VO=K*Vf.
當整個電路系統(tǒng)達到平衡以后，顯然有Vi/R2=VO/Rl.根據(jù)歐姆定律Vf=Id * Rx我們知道Vi/Id=K*R2/Rl * Rx再根據(jù)歐姆定律知，Vi/Id實際上就是系統(tǒng)輸出的負載電阻大小。因此，Rout=K*R2/Rl*Rx
通過上述可以知道，MCU調(diào)節(jié)系數(shù)K,便可以控制整個輸出電阻的大小，如果需要輸出更大的電阻，則可以閉合開關(guān)SW,則輸出電阻為Rout= K*R2/Rl*Rx+Ry通過該微處理器11和該數(shù)模轉(zhuǎn)換器12件來控制整個模擬直流負載的輸出，輸出的直流負載是連續(xù)可調(diào)的，完全跳出了傳統(tǒng)負載必須受限于固定精密電阻的范圍。同時，如果在輸出端串接直流電阻，則可以輸出相當大的直流電阻，滿足各種應(yīng)用場合。在基于電力系統(tǒng)中，對各類電阻表、萬用表等的校準和檢定均可釆用本發(fā)明來完成，實際上，在其它行業(yè)，只要有使用到大量各類負載的場合，都可以使用本技術(shù)來設(shè)計連續(xù)可調(diào)的負載，完全可以滿足最終的使用要求。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的系統(tǒng)，包括數(shù)字處理組件以及模擬處理組件，所述數(shù)字處理組件和所述模擬處理組件進行電連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字處理組件包括微處理器(11)、控制電路、人機接口 (13)及DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器(12);所述模擬處理組件包括運算放大器(14)、 MOS金屬氧化物半導體管(15)及電阻(l6)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的系統(tǒng)，其特征在于所述微處理器(11)接收并執(zhí)行來自于所述人機接口 (13)的指令，所述微處理器(11)調(diào)節(jié)所述DA數(shù)才莫轉(zhuǎn)換器(12)的輸出幅度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的系統(tǒng)，其特征在于所述人機接口 (13)包括鍵盤、顯示器及可遠程控制的通訊端口。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的系統(tǒng)，其特征在于所述DA數(shù)才莫轉(zhuǎn)換器(12 )為乘積型DA IM莫轉(zhuǎn)換器。
6、 一種數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的檢測方法。包括以下步驟(101)連接設(shè)置；(102 )人機接口向微處理器發(fā)出操作指令；(103 )所述微處理器接收所述人機接口的指令并向DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器發(fā)出控制信號指令；(104) 所述DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換該控制信號指令為相應(yīng)的模擬信號；調(diào)節(jié)所述DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出電壓以使整個信號鏈路達到平衡；(105) 控制MOS金屬氧化物半導體管的G極電壓，調(diào)節(jié)流過該MOS管的電流；(106) 信號輸出端輸出模擬直流電阻。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的檢測方法，其特征在于所述步驟(101)具體為將數(shù)字處理組件和模擬處理組件進行電連接，其中，所述數(shù)字處理組件包括微處理器、控制電路、人機接口及DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所迷模擬處理組件包括精密運算放大器、MOS金屬氧化物半導體管及精密電阻；所述數(shù)字處理組件和模擬處理組件形成閉環(huán)電路。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的檢測方法，其特征在于所述人機接口包括鍵盤、顯示器及可遠程控制的通訊端口；所述DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器為乘積型DA數(shù);f莫轉(zhuǎn)換器。
9、根據(jù)權(quán)利要求8所述數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的檢測方法，其特征在于所述信號輸出端可串接精密電阻；所述可調(diào)節(jié)的模擬直流電阻范圍為0至2M歐。
全文摘要
本發(fā)明涉及電阻設(shè)備的校準與檢定領(lǐng)域，其提供一種數(shù)字可調(diào)精密直流電阻的系統(tǒng)，包括數(shù)字處理組件以及模擬處理組件，所述數(shù)字處理組件和所述模擬處理組件進行電連接。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明是利用了微處理、數(shù)模轉(zhuǎn)換等現(xiàn)代電子技術(shù)，以歐姆定律為理論基礎(chǔ)，巧妙地實現(xiàn)了連續(xù)可調(diào)的模擬直流精密電阻的輸出。通過使用微處理器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器件來控制整個模擬直流負載的輸出，輸出的直流負載是連續(xù)可調(diào)的，完全跳出了傳統(tǒng)負載必須受限于固定精密電阻的范圍，既簡化了操作方法又節(jié)約了成本。
文檔編號G01R35/00GK101533080SQ20081024157
公開日2009年9月16日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者勇 歐 申請人:深圳市科陸電子科技股份有限公司