CN102539924A - 纳米传感器电阻宽范围精密测量电路及方法 - Google Patents

Abstract

一种传感器电阻测量仪，由电源模块、键盘模块、显示模块及测试电压源、待测传感器、运算放大器、反馈网络、极性处理模块以及A/D转换器、数值处理器组成，该反馈网络由至少2个反馈单元并联。一种传感器电阻测量方法，由测量初始化、A/D转换、极性处理、档位自动控制、零点自动校准、传感器电阻计算软件实现。一种获得大阻值精密电阻的方法，即在测量的放大器中采取常规精密阻值电阻的衰减式反馈网络以获得很大阻值的精密等效反馈电阻。本发明具有可精密测量超过1G欧的大阻值纳米传感器、实现大范围动态高精度测量、加在传感器电阻上的电压确定并可在任意范围设定、用户无需调校，没有任何特殊生产工艺要求，适合于量产等优点。

Description

纳米传感器电阻宽范围精密测量电路及方法

技术领域

本发明涉及传感器数字测量领域，犹指纳米传感器数字测量。

背景技术

现代纳米技术催生出采用纳米材料研制的各种高性能传感器，如酒精、CO、H₂S等各种气敏传感器、温湿度传感器等等，这些传感器正以极高灵敏度(高达10000)、极快的响应速度(小于1s)等无可比拟的优越特点正在取代传统工艺制备的传感器，尤其是现代物联网技术的迅速发展，更是使这些物联网前端新型传感器件备受关注，需求大增，各级科研机构纷纷研制、改良各类传感器，然而他们却都是使用传统的传感器测量仪器进行测量、分析，而这些仪器已经不能适应现代纳米传感器的特点了。传统的传感器测量原理是采取电阻分压测量原理，即传感器与基准电阻串联分压，通过测量分压值来推算传感器电阻值。例如，普通高等院校机电类规划教材《检测与转换技术》第三版机械工业出版社(书号ISBN 7-111-03106-7)，第八章第二节气敏传感器第五小节基本测试电路(217页)，其测量原理图如图6所示就是这种分压式测量原理，从图中可以通过公式计算传感器QM-N5的电阻Rs＝UcR_L/U_RL-R_L(式中R_L是基准电阻，Uc是测试电压源，U_RL是取样电压)。又如，甘肃科学学报《半导体气敏传感器及其阵列的检测技术研究》(2009)、仪表技术与传感器《基于ARM的高阻气敏传感器测试电路》(2006)等论文，河南上市公司汉威电子公司生产的“HW-C30A气体传感器测试仪”，也都是采取这种分压式原理测量的。这种方式的测量导致业界五个大问题，并引起测量结果的极大误差：

一是测量结果精度低，分压的结果直接导致A/D转换的精度降低50％，而且现在的纳米传感器灵敏度已经达到几十倍甚至数百倍以上，此方式的测量导致如此大的动态摆幅情况下顾头不顾尾，如反应前测量误差为1％，而反应灵敏度若为100则反应后的测量误差就高达1％*100＝100％，因此测量精度很低，远远低于所标称的满度的精度；

二是纳米传感器的电阻值范围极宽，大到千兆欧以上，用这种分压方式测量势必要选择上千兆的精密基准电阻，而常规精密电阻的范围限于2兆欧以下，这种大阻值的精密电阻实际上做不出来或者要采用极为昂贵材料和特殊工艺制作，故无法实现测量；

三是传感器测量电压的不确定性，也就是说若使用5V电压测量时，实际加在传感器上的电压是个动态不确定值，利用这种仪器测量结果将直接误导纳米传感器实验的研究结果和方向；

四是传感器测量电压不能随意设置，即不能过小或大于A/D转换器的参考电压，否则将引致失真或不精确的小幅度分电压值，直接导致测量结果准确度低；

五是整个业界均被误导为测量的灵敏度值就是这种测量在传感器反应前后的分压值的比值，实际上它们有很大差别，通过简单计算可知，若反应灵敏度为m，在最佳匹配情况下，其反应前后的电压比值V_RL2/V_RL1＝(m+1)/2，只有在m＝1时，电压比值V_RL2/V_RL1＝1＝m，若在m＝100则电压比值V_RL2/V_RL1＝50.5，可见用电压比来体现灵敏度的误差是出人意料的大，这直接误了导纳米传感器的研究。

发明内容

鉴于上述，本发明的一种传感器电阻测量仪及方法，采取反相输入型运算放大器处理技术，将传感器(相当于一个电阻)接在测试电压源和运算放大器的负输入端之间，使得确定的测试电压源直接加在传感器上，通过软件方法分析并切换的各种不同的反馈电阻网络接在该运算放大器的输出端与负输入端之间，以取得各种不同的等效反馈电阻值(相当于不同的测量档位)，这样组成的动态运算放大器的输出信号可以适合于测量很宽范围的传感器电阻范围，通过A/D转换器和极性处理模块及其软件方法等将信号电压转换为数字量并自动去掉零点，即可精确计算出传感器的电阻和灵敏度等指标。本发明的一种传感器电阻测量仪，是这样实现的：

由电源模块M01、键盘模块M02、显示模块M03组成，其特征是，还包括

(1)测试电压源M6，作为测试传感器电阻的输入信号电压，直接或间接连接到数值处理器M5的输出口线以进行电压控制，亦可通过单片机改变电压值；它是由所述数值处理器M5的口线(固定电压)及驱动电路组成，或者是D/A转换器及驱动电路组成，或者是PWM脉宽解调及驱动电路组成；

(2)运算放大器U1，作为测量放大器，与下述的待测传感器电阻Rs和反馈网络组成放大器，用以产生含有传感器电阻Rs的电阻信息的测量电压VAD1；

(3)待测传感器电阻Rs：连接在所述测试电压源M6与该运算放大器U1负输入端之间；通过以上由运算放大器U1组成的反馈放大器的特点可知，测试电压源M6的测试电压完全加在待测传感器电阻Rs上，这样就使得待测传感器电阻Rs上所加的测试电压是确定的；

(4)连接在该运算放大器U1正、负输入端之间的反馈网络，该反馈网络由至少2个反馈单元并联组成，其中一个反馈单元M1由电控开关SW1与衰减式反馈网络M8串联组成，其典型的结构是包含与所述电控开关串联的电阻R11和与该电阻R11串联的电阻R12，且还包含另一个电阻R13，其一端接地，其另一端接在该电阻R11和R12的串接节点，通过计算，这样的衰减式反馈网络的等效反馈电阻Rf＝R11+R12+R11*R12/R13，该式表明，通过精密的小阻值的R13和较大阻值的R12、R13即可获得精密的极大阻值等效反馈电阻Rf，以利于精密测量高阻值的传感器；另一个反馈单元M2则由电控开关SW2与至少含一个电阻R2组成的反馈网络串联组成，也就是说，这个反馈网络既可能是一个电阻R2，也可能与上述衰减式反馈网络结构相同；所述每一个电控开关直接连接到(即直接连接到电控开关的控制端)或间接连接到(即通过驱动电路连接到电控开关的控制端)数值处理器M5的口线以实现档位控制；所述衰减式反馈网络M8是指将所述运算放大器U1的反馈信号进行衰减的网络；

(5)极性处理模块M3，其输入端连接在该运算放大器U1输出端，它是一倒相电路或者一绝对值电路加上一极性检测电路，以完成对测量得到的信号电压的极性转换和极性识别；

(6)模拟输入端连接在该运算放大器U1输出端和极性处理模块M3输出端的A/D转换器M4，用于将结果该极性处理模块M3后的输出信号电压转换为数字量；

(7)连接在该A/D转换器M4数据输出接口的数值处理器M5，该数值处理器可以是数值处理器(M5)是单片机，或者微处理器系统，或者计算机系统，或者由单片机与计算机系统，而对于单片机方案，所述A/D转换器通常被集成在该单片机内；数值处理器M5对上述的各种控制产生信号，并以所转换的数字量和测试电压源M6及测量电路的参数计算传感器的电阻值Rs。根据这些有符号的测量数据和测试电压数据即可计算出待测传感器的电阻值和反应前后的电阻值之比(即灵敏度)；

所述电源模块M01用于为本测量仪提供电源，所述显示模块M03用于显示测量结果，所述键盘模块M02用于输入测量参数和控制测量。

本发明的一种传感器电阻测量方法，是这样实现的：

该方法是由软件实现的，该软件包括

(1)测量初始化软件：将以下部分软件中必要的参数和变量进行初始化；

(2)测试电压控制软件：控制加在传感器电阻上的测试电压VT；

(3)A/D转换软件：通过所述测试电压控制软件输入测试电压(VT)后对含有传感器的电阻信息的测量电路输出电压进行A/D转换，以获得含有所述电阻信息的数字量；

(4)极性处理软件：用以判断所述A/D转换软件所获得的数字量的符号，获得有符号数字量；所述极性处理软件的是通过方式一或方式二进行的，其中

方式一是通过所述A/D转换软件对测量电路互为反相的两路输出电压所获得的数字量进行分析，所述A/D转换器对负电压信号采集的数字量总是为0或近似为零，而另一路所采集的数字量则总是等于或高于该路的数字量，这样就可获得有效的数字量和符号；

方式二是通过所述A/D转换软件对测量电路所输出电压的绝对值进行采集，通过极性检测电路来判断符号；

(5)档位自动控制软件：通过分析所述有符号数字量是否超过上限和下限来判断是否需要向更合理的方向调整测量档位；其实现方法是，预设一个档位，通过所述测试电压控制软件输入测试信号(VT)后，按照以下方法分析所取得的有符号数字量，即该值落入预定的上限与预定的下限之间时，档位合适，保留当前档位；否则，在低于该下限时切换档位到一个高反馈电阻值的档位，在高于该上限时切换档位到一个低反馈电阻值的档位；在档位变化时按照新设档位重新进行一次测量并按上述方法判断处理，直到档位合适；

(6)零点自动校准软件：通过测试电压控制软件使输入测试电压(VT)为零时，通过所述A/D转换软件获得的有符号数字量作为零点，在加输入测试信号电压(VT)时获得的有符号数字量去掉该零点，以获得已校零数据；

(7)传感器电阻计算软件：按照下列方法计算，即传感器电阻等于常数乘以所述测试信号电压(VT)乘以对应于合适档位的等效反馈电阻值再除以所述已校零数据，该常数反映测量电路的固有参数特性。

本发明的一种获得大阻值精密电阻的方法，其特征在于：

该方法是在测量的放大器中采取常规精密阻值电阻的衰减式反馈网络以获得很大阻值的精密等效反馈电阻。所述衰减式反馈网络的一种典型结构即是前述的反馈网络M8的典型结构，通过计算，这样的衰减式反馈网络的等效反馈电阻Rf＝R11+R12+R11*R12/R13，该式表明，通过小阻值的R13和较大阻值的R12、R13即可获得极大的等效反馈电阻值Rf，而R11，R12，R13均可采用常规方法制备精密电阻值，故可以获得很大阻值的精密等效电阻Rf.

由上所述，本发明的一种传感器电阻测量仪及方法，彻底克服了现有测量技术中动态测量精度低、不能测量高阻值纳米传感器、加在传感器上的测试电压源不确定和业界在传感器灵敏度方面的误导等问题，具有以下一系列十分明显的优点：

本发明通过所述测量电路，尤其是其反馈网络彻底解决高阻值精密基准电阻问题，可以测量千兆欧以上的纳米传感器电阻值，并且得到的测量结果就是传感器的真实电阻值和灵敏度值；通过设置和自动切换不同反馈网络(档位)的电路和方法解决传感器反应过程中阻值大范围动态变化时测量精度问题；通过将传感器接入反向运算放大器输入端的方式和测试电压控制方法解决了加在传感器上的测试电压源不确定性问题和不能随意设置的问题，该电压值可以在用户需要的任意宽范围内设定；通过极性处理模块和极性处理方法解决电路的零点及其动态漂移问题，从而大幅度提高测量准确度。

本发明给出了一种完全区别于传统传感器测量的可行的新电路和新方法，能够很好地适合于现代新型纳米传感器的特点以及各类其它传感器的特点，全部测量和操作可由电脑或单片电脑自动控制，全面解决传统传感器测量中测量范围窄、测量精度差问题、大阻值精密电阻难以生产等难题，规避了传统测量方法中诸如测量电压不确定性、动态精度差、将分压比错误地视为灵敏度等业界普遍存在的问题，从而引导传感器的研究朝正确方向发展。

本发明还体现了很强的实用性。所提供的电路中的电子器件都是现在市场上可以直接购买的常用器件，在原材料采购上没有任何困难；没有任何特殊的生产工艺，测量电路无需任何调整，并通过软件自动调零，使得生产工艺简单，成本低、便于大批量生产；用户使用稳定可靠，用户无需调整或校准仪器即可长期使用；无需设置手工切换的机械式档位开关，采取自动档位分析与控制方法，用户操作极为简单而可靠；所述软件方法对编程人员没有特别要求，普通编程人员即可开发该软件；以上所述的高阻值、大范围动态高精度测量以及可以任意设置明确的传感器测试电压源值等特点，直接满足现代米传感器的研究与测量要求，这无疑对现代纳米传感器的研究具有深远的意义，推动了纳米传感器技术的研究与发展。

附图说明

图1是本发明的一种传感器电阻测量仪及方法的基本原理图。

图2是本发明的一种传感器电阻测量仪及方法典型的实施案例1电路图。

图3是本发明的一种传感器电阻测量仪及方法典型的实施案例2电路图。

图4是本发明的一种传感器电阻测量方法软件流程图。

图5是本发明的一种传感器电阻测量仪及方法中衰减式反馈网络的另外一种形式的例子。

图6是传统传感器的分压式测量原理电路图。

具体实施方式

图2是本发明的一种传感器电阻测量仪及方法一个典型的实施案例，说明如下：

(1)本方案以一片普通的型号为STC12C5A16S2的单片机U4为核心实现，该单片机作为数值处理器(M5)，具有高精度多通道A/D转换器、PWM脉宽调制输出、定时器、多口线以及16KBFLASH的软件程序存储器等配置，可以满足本发明的需求。

(2)测试电压源M6由运算放大器U3输出，U3接为高阻输入电压跟随器，故测试电压源来自R06与C06组成的低通滤波器，该低通滤波器的信号来自单片机U4的一根PWM脉宽调制信号输出口线P1.4。VT作为测试传感器电阻的输入信号电压，该测试电压源的大小由单片机U4通过脉宽调制信号控制。PWM作为一项单片机常见配置和技术，故其原理无需多做说明。

(3)运算放大器U1，作为主测量放大器，与待测传感器电阻Rs和连接在U1正、负输入端之间的反馈网络组成放大器，用以产生含有传感器电阻Rs测量信息的测量电压VAD1。

(4)该反馈网络由2个或以上的反馈单元并联组成，其中一个反馈单元由电控开关SW1与衰减式反馈网络M8串联组成，该衰减式反馈网络M8的结构是电阻R11和电阻R12串联，且还包含另一个电阻R13，其一端接地，另一端接在该电阻R11和R12的串接节点。通过计算，这样的反馈单元的反馈电阻Rf＝R11+R12+R11*R12/R13，因此，通过小阻值的R13和较大阻值的R12、R13即可获得极大的等效反馈电阻值Rf，以利于测量高阻值的传感器；另一个反馈单元则由电控开关SW2、电阻R2串联组成，这样的反馈单元的反馈电阻Rf＝R2。本方案的电控开关SW1和SW2为模拟电子开关CD4066B，其中SW1的控制端(13脚)、SW2的控制端(5脚)分别连接到单片机U4的口线P3.6、P3.5。这样的反馈单元可以进一步增加以实现多个测量档位，并由单片机的其它口线控制，可进一步提高测量范围和精度。

(5)极性处理模块由下述电路构成：通过电阻R04连接到运算放大器U1的输出端和运算放大器U2的负输入端，并以R05作为U2输出端与负输入端的反馈电阻，组成了倒相器，用以产生含有传感器电阻R s测量信息的反相测量电压VAD2。

(6)以上测量的电压信号VAD1和VAD2分别与单片机的A/D转换器输入端P1.7和P1.6连接。A/D转换器通过对上述VAD1和VAD2转为为数字量，即可判断测量电压的符号。根据这些有符号的测量数据和零测试电压及正常的测试电压数据即可得到去掉零点的数据并计算出待测传感器的电阻值和反应前后的电阻值之比(即灵敏度)。

(7)电源模块M01用AC到DC转换模块实现，为本测量仪提供电源；显示模块M03用于显示测量结果；键盘模块M02用于输入测量参数和控制测量，它们与单片机U4的口线连接，由单片机控制。

图3是本发明的一种传感器电阻测量仪及方法另一个典型的实施案例，由于基本部分与上例相同，故以下只需就不同部分进行说明：

(1)本方案设置一片A/D转换器U8(AD571)实现A/D转换功能，以转换测量的绝对值电压信号AD3；设置一片D/A转换器U9(DAC0807)实现D/A转换以产生测试电压源。

(2)本方案采取PC机(个人电脑)扩展卡插入机内主板扩展槽的方式获得所需要的各种I/O口线，这部分模块即为图中的M9，PC机即为图中的模块M10，两者组合起来即为模块M5。这些口线用以控制测量电路和读取数据到PC机内进行处理，包括与A/D转换器U8(AD571)、D/A转换器U9(DAC0807)连接的各种口线，用来控制档位的电子开关的控制口线、用于极性判别的口线等。以上扩展卡可采用市面现成的I/O扩展卡。本方案以PC机和扩展卡作为数值处理器(M5)。

(3)本方案的电控开关SW1和SW2为微功耗继电器S1A05，其线圈(5脚)由上述口线控制。

(4)测试电压源M6由D/A转换器U9(DAC0807)输出后连接运算放大器U10及其反馈电阻R012后输出。D/A转换器由PC机控制。

(5)极性处理模块由绝对值电路和极性检测电路构成：由运算放大器U5、U6和二极管D01、D02以及电阻R07-R011组成了一个典型的绝对值电路(此电路很多教材书上都有)，即是说，从运算放大器U7输出的测量的信号电压VAD3与从运算放大器U1输出的测量信号VAD1的关系是：VAD3＝|AVD1|。另外，通过比较器(或运算放大器)U7，即可检测到运算放大器U1输出的测量信号的极性，并通过U7输出高低电平来指示，并被PC机所读取。这样就可获得有符号的测量数据，根据这些有符号的测量数据和零测试电压及正常的测试电压数据即可得到去掉零点的测量数据并计算出待测传感器的电阻值和反应前后的电阻值之比(即灵敏度)。

(6)电源模块M01由扩展卡提供，为本测量仪提供VCC、+Vs，-Vs，-Vee，Vref电源；显示模块M03即为PC机的显示器，用以显示测量结果；键盘模块M02即为PC机的键盘，用于输入测量参数和控制测量，它们由PC机控制。

实施电路的其它说明：

(a)以上所有实施方案中传感器电阻Rs仅体现其主体传感部分(即电阻)，实际上一些传感器还可能需要加热电源，但该加热电源不属于本发明的内容，故被省略。

(b)本发明已经包含了接入或不接入R01电阻的方案。在运算放大器U1的负输入端接入一个电阻R01，旨在对运算放大器输入做一定的保护，不会到测量结果，不影响本发明的效果。

(c)本发明电控开关可以采取电子模拟开关或继电器等类型的器件的方案，必要时还可能使用驱动电路或电平转换电路接在电控开关的控制端与数值处理器(单片机U4)控制口线之间，这些均不影响本发明的效果。

(d)本发明还包含了所述衰减式反馈网络的各种变种形式，其基本机制都是通过衰减反馈信号来提升等效反馈电阻Rf的值，图5就是其中一种等效的变种形式，它是在图2中衰减式反馈网络基础上再插入了一级由R14、R15组成的衰减电路。这些形式均不影响本发明的实质性效果。

(e)任何串联的器件或单元，交换其位置若电路效果不变，均视为与本发明方案等效，例如所述电控开关SW1与所述电阻R11交换位置，不会影响到本发明的效果和本质。

(f)本发明中任何电阻(或其它可串联、并联使用的器件)均可以由多个串联或并联或混联方式，但效果只相当于一个电阻(或一个同类器件)，仍然视为这种单一电阻(或单一器件)的形式。这些形式均不影响本发明的实质性效果。

图4是本发明的一种传感器电阻测量方法软件的流程图，该方法前已述及，这里只需结合图2或图3的实施案例电路图做进一步说明：

图4这是处理流程图，它说明一个传感器的测量过程始于测量初始化，而后依次是档位自动控制软件与A/D转换软件、零点自动校准软件，而这两部分软件会依次通过测试电压控制软件、A/D转换软件与极性处理软件以获得有符号的测量数据，再通过传感器电阻计算软件，最后得出精密传感器阻值等参数(电阻值、灵敏度值、反应速度值等)。

结合图2。其中，测试电压控制软件通过P1.4控制和输出测试电压源M6，单片机U4输出PWM脉宽调制信号时输出可变的测试电压源M6；A/D转换软件通过单片机U4的口线P1.7采集测量电压信号VAD1，通过P1.6采集测量的反相测量电压信号VAD2；档位自动控制软件通过单片机U4的口线P 3.6控制电控开关SW1、P3.5控制SW2，该口线为高电平时打开、低电平时关闭所连接的电控开关。根据档位数量的不同可以采用该单片机其它口线用类似的方法进行档位控制。零点自动校准软件是通过测试电压控制软件输出零测试电压信号，通过A/D转换软件和极性处理软件以获得有符号的零点数据的。(通过控制单片机U4的口线P1.4输出0电平时输出0电压)

结合图3。测试电压控制软件通过PC总线将测试电压数据输出到D/A转换器以输出测试电压；A/D转换软件通过PC总线读取从A/D转换器输入的绝对值测量电压信号所转换的测量数据，并读取测量电压信号极性，以获得有符号的测量数据；档位自动控制软件通过PC总线输出的档位控制口线控制电控开关SW1、SW2。根据档位数量的不同可以采用其它口线用类似的方法进行档位控制。零点自动校准软件是通过测试电压控制软件输出零测试电压信号，通过A/D转换软件和极性处理软件以获得有符号的零点数据的。

Claims (13)

1.一种传感器电阻测量仪，由电源模块、键盘模块、显示模块组成，其特征在于：还包括

测试电压源(M6)：用于测量的信号电压源，连接到数值处理器(M5)的输出口线，并由数值处理器(M5)控制；

运算放大器(U1)：用作测量放大器；

待测传感器电阻(Rs)：连接在所述测试电压源(M6)与该运算放大器(U1)负输入端之间，这样就使得待测传感器电阻Rs上所加的测试电压是确定的；

反馈网络：连接在所述运算放大器(U1)正、负输入端之间，该反馈网络由至少2个反馈单元并联组成，且其中一个反馈单元(M1)由电控开关(SW1)与衰减式反馈网络(M8)串联组成；另一个反馈单元(M2)则由电控开关(SW2)与至少含一个电阻(R2)组成的反馈网络串联组成；所述电控开关的控制端连接到数值处理器(M5)的口线并由该数值处理器(M5)控制；所述电控开关与反馈单元用于实现反馈放大器与所述待测传感器电阻(Rs)实现最佳匹配以提高测量精度和测量范围；

极性处理模块(M3)：其输入端连接在所述运算放大器(U1)输出端，用于对测量信号的极性进行必要的处理，即极性转换和极性识别；

A/D转换器(M4)：其模拟输入端连接在所述极性处理模块(M3)的输出端，用于将极性处理后的信号转换为数字量；

数值处理器(M5)：连接所述A/D转换器(M4)的数据输出接口，完成对上述测量电路的控制和测量数据的分析、计算。

2.根据权利要求1所述的一种传感器电阻测量仪及方法，其特征在于：所述衰减式反馈网络(M8)的结构是包含与所述电控开关串联的电阻(R11)和与该电阻(R11)串联的电阻(R12)，且还包含另一个电阻(R13)，其一端接地，其另一端接在该电阻(R11)和(R12)的串接节点。

3.根据权利要求1所述的一种传感器电阻测量仪及方法，其特征在于：所述极性处理模块(M3)是一倒相电路或者一绝对值电路加上一极性检测电路。

4.根据权利要求1所述的一种传感器电阻测量仪及方法，其特征在于：所述测试电压源(M6)的是由所述数值处理器(M5)的口线及驱动电路组成，或者是D/A转换器及驱动电路组成，或者是PWM脉宽解调及驱动电路组成。

5.根据权利要求1所述的一种传感器电阻测量仪及方法，其特征在于：数值处理器(M5)是单片机，或者微处理器系统，或者计算机系统，或者由单片机与计算机系统。

6.根据权利要求1所述的一种传感器电阻测量仪及方法，其特征在于：具有权利要求2-5中任意两项权利要求所限定的全部特征。

7.根据权利要求1所述的一种传感器电阻测量仪及方法，其特征在于：具有权利要求2-5中任意三项权利要求所限定的全部特征。

8.根据权利要求1所述的一种传感器电阻测量仪及方法，其特征在于：具有权利要求2-5所限定的全部特征。

9.一种传感器电阻测量方法，其特征在于：该方法是由软件实现的，该软件包括

测量初始化软件：将以下部分软件中必要的参数和变量进行初始化；

测试电压控制软件：控制加在传感器电阻上的测试电压(VT)；

A/D转换软件：通过所述测试电压控制软件输入测试电压(VT)后对含有传感器的电阻信息的测量电路输出电压进行A/D转换，以获得含有所述电阻信息的数字量；

极性处理软件：用以判断所述A/D转换软件所获得的数字量的符号，获得有符号数字量；

档位自动控制软件：通过分析所述有符号数字量是否超过上限和下限来判断是否需要向更合理的方向调整测量档位；

零点自动校准软件：通过测试电压控制软件使输入测试电压(VT)为零时，通过所述A/D转换软件获得的有符号数字量作为零点，在加输入测试信号电压(VT)时获得的有符号数字量去掉该零点，以获得已校零数据；

传感器电阻计算软件：按照下列方法计算，即传感器电阻等于常数乘以所述测试信号电压(VT)乘以对应于合适档位的等效反馈电阻值再除以所述已校零数据，该常数反映测量电路的固有参数特性。

10.根据权利要求9所述的一种传感器电阻测量方法，其特征在于：所述极性处理软件的是通过方式一或方式二进行的，其中

方式一是通过所述A/D转换软件对测量电路互为反相的两路输出电压所获得的数字量进行分析，所述A/D转换器对负电压信号采集的数字量总是为0或近似为零，而另一路所采集的数字量则总是等于或高于该路的数字量，这样就可获得有效的数字量和符号；

方式二是通过所述A/D转换软件对测量电路所输出电压的绝对值进行采集，通过极性检测电路来判断符号。

11.根据权利要求9所述的一种传感器电阻测量方法，其特征在于：所述档位自动控制软件的实现方法是，预设一个档位，通过所述测试电压控制软件输入测试信号(VT)后，按照以下方法分析所取得的有符号数字量，即该值落入预定的上限与预定的下限之间时，档位合适，保留当前档位；否则，在低于该下限时切换档位到一个高反馈电阻值的档位，在高于该上限时切换档位到一个低反馈电阻值的档位；在档位变化时按照新设档位重新进行一次测量并按上述方法判断处理，直到档位合适。

12.根据权利要求9所述的一种传感器电阻测量方法，其特征在于：具有权利要求10-11所限定的全部特征。

13.一种获得大阻值精密电阻的方法，其特征在于：该方法是在测量的放大器中采取常规精密阻值电阻的衰减式反馈网络以获得很大阻值的精密等效反馈电阻。

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