CN103823381A - 一种高精度电阻信号模拟的装置及模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度电阻信号模拟的装置和模拟方法，包括主电路、用于控制主电路的控制电路和电源电路，所述电源电路为主电路和控制电路提供电源，所述主电路包括至少一个从电路，所述从电路接受控制电路发送的控制信号从而决定从电路中继电器的开合，很好的兼顾了仿真精度和范围的关系，保持高精度的同时可以输出较大范围的电阻模拟信号；非常简易的操作性：在仿真环境搭建好后，只需要对控制电路输入想要模拟的电阻值，不需要额外的操作；输出的电流较大，最大可以达到几个安培。

Description

一种高精度电阻信号模拟的装置及模拟方法

技术领域

本发明涉及信号仿真领域，尤其是涉及一种高精度电阻信号模拟的装置及模拟方法。

背景技术

随着现代仿真技术的发展，仿真测试系统对于仿真信号的要求越来越高，更高的精度，更广的范围以及更简易的操作都是现代仿真技术需要的。这对常用于模拟温度传感器和电阻传感器的电阻模拟信号也提出了更高的要求。在传统的仿真技术中，精度和范围一直处于对立的位置，追求高精度时，我们不得不牺牲仿真的范围，追求大测量范围时，又不得不牺牲精度，可是现代仿真技术队仿真信号提出了更高的要求，需要同时兼顾精度和范围，这对传统的仿真技术提出了更高的要求。同时，随着现代工业对自动化程度要求的提高，可操作性也是现代仿真技术一个重要的指标，复杂、繁琐的操作方式需要得到改进。

现在常用的模拟电阻信号的方法有很多，其中常用的有通过电位器对电阻信号进行模拟，但是常用的电位器在兼顾精度和范围上不能做的很好，我们只能在精度和范围上做出选择，同时常用的电位计的输出电流较小，一般在毫安级，这不能符合现在一些具有特殊需求的电阻信号的模拟。公开号为CN103116378A的专利文献公开了一种基于可变电阻模拟电路，包括：基准电阻电路、控制电路以及浮地产生电路，其中，基准电阻电路用于提供至少一个基准电阻，浮地产生电路用于提供接地端。这种方法可以提供高精度的可变电阻，但是由于放大器对于输出电流大小的限制，使得该专利输出的电流较小，不能达到一些仿真的需求。

发明内容

针对上述技术缺陷，本发明提出一种高精度电阻信号模拟的装置及模拟方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种高精度电阻信号模拟的装置，包括主电路、用于控制主电路的控制电路和电源电路，所述电源电路为主电路和控制电路提供电源，所述主电路包括至少一个从电路，所述从电路接受控制电路发送的控制信号从而决定从电路中继电器的开合。

进一步的，从电路包括输入端、输出端和控制信号端，所述控制信号端通过电阻R1连接继电器T1的控制端，在电阻R1和继电器控制端之间并联电阻R2和电容C1，所述继电器T1的磁铁放置于开关K1处对开关K1起的吸合或释放，所述输入端连接开关K1的一端，所述开关K1的另一端串联电阻Rx后连接输出端。

一种高精度电阻信号模拟方法，包括如下步骤

31）将需要模拟的电阻值通过控制电路进行二进制化；

32）根据二进制数值，控制电路对主电路发出对应的控制信号；

33）主电路中的从电路接受控制信号，确定对应的继电器的开合从而获得需要模拟的电阻值。

本发明的有益效果在于:很好的兼顾了仿真精度和范围的关系，保持高精度的同时可以输出较大范围的电阻模拟信号；非常简易的操作性：在仿真环境搭建好后，只需要对控制电路输入想要模拟的电阻值，不需要额外的操作；输出的电流较大，最大可以达到几个安培。

附图说明

图1电阻模拟装置结构示意图;

图2从电路原理示意图;

图3电阻模拟装置系统结构图;

图4主电路电阻模拟流程图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

一种可以兼顾精度和范围的电阻信号模拟装置，所述的电阻信号模拟装置如图3所示由主电路、控制电路、电源电路组成，电源电路为整个装置提供所需的电源，主电路和控制电路完成对电阻信号的模拟。所述的主电路的结构如图1所示由若干从电路组成，每条从电路接收来自控制电路的控制信号从而决定从电路中继电器的开合，即控制从电路中的电阻是否串联到主电路，来达到对需要模拟的电阻值的模拟。所述电阻信号模拟装置采用的电阻阻值采用二进制数值递增，举个简单例子：主电路总共由16个从电路组成，其中16个从电路的电阻阻值依次为2⁰，2¹,2²,2³。。。。2¹⁵，因此当需要任何一个在0到2¹⁶-1的电阻值时，可以将电阻值转化为二进制，然后根据二进制的数值选择每个从电路继电器的开合。例子中所述的分辨率为1欧姆，当需要保持精度在1欧姆的前提下，增加仿真的范围，也就是需要仿真的电阻阻值超过（2¹⁶-1），这时可以增加从电路的数量，甚至不同的装置之间都可以进行串联，如果从电路的数量从16增加的32，那么仿真的范围就变为0到（2³²-1），同时，仿真的精度还是保持为1欧姆，这样就很好的兼顾了精度和范围，符合现代仿真技术更高的要求。

所述的电阻信号模拟装置通过所述的方法可以非常方便的产生在量程范围内的任何阻值，如图4所示将需要模拟的电阻阻值发送给控制电路，控制电路接收需模拟的阻值并且将阻值二进制化，然后控制每个从电路的继电器开合，二进制数值0代表继电器不动作（电阻接入总电路），二进制数值1代表继电器动作（电阻短路，不将电阻接入总电路），这样可以增加电阻信号的可操作性，只需要给控制电路发送需要模拟的电阻值，就可以轻松的获取需要模拟的电阻值，不需要人为进行调试。从电路的电路原理如图2所示，其中RESx_IN,RESx_OUT,RESx_CTRL分别代表主电路中第x路从电路的输入，输出和控制信号，控制信号端通过电阻R1连接继电器T1的控制端，在电阻R1和继电器控制端之间并联电阻R2和电容C1，当控制信号RESx_CTRL为高电平时，继电器T1动作，开关K1被吸合到下方触点，这样第x路电阻Rx被短路，也就是Rx不串联入电路，当控制信号为低电平时，继电器不动作，开关K1与上方触点接触，Rx串联入电路。因此控制电路可以通过控制信号控制每个从电路的电阻是否接入主电路来输出需要模拟的电阻值。

所述的电阻模拟方法，由于并没有限制电路电流承载能力的元器件，因此电路可以承受较大的电流，最大可以达到几个安培，克服了常用电位计以及之前提及专利输出电流毫安级的缺点，适用于一些需要大电流输出的电阻模拟信号的仿真环境。

总的来说，本发明所提供的电阻信号模拟装置具有1、很好的兼顾了仿真精度和范围的关系，保持高精度的同时可以输出较大范围的电阻模拟信号；2、非常简易的操作性：在仿真环境搭建好后，只需要对控制电路输入想要模拟的电阻值，不需要额外的操作；3、输出的电流较大，最大可以达到几个安培。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。

Claims (3)

1.一种高精度电阻信号模拟的装置，其特征在于，包括主电路、用于控制主电路的控制电路和电源电路，所述电源电路为主电路和控制电路提供电源，所述主电路包括至少一个从电路，所述从电路接受控制电路发送的控制信号从而决定从电路中继电器的开合。

2.根据权利要求1所述的一种高精度电阻信号模拟的装置，其特征在于，从电路包括输入端、输出端和控制信号端，所述控制信号端通过电阻R1连接继电器T1的控制端，在电阻R1和继电器控制端之间并联电阻R2和电容C1，所述继电器T1的磁铁放置于开关K1处对开关K1起的吸合或释放，所述输入端连接开关K1的一端，所述开关K1的另一端串联电阻Rx后连接输出端。

3.一种高精度电阻信号模拟方法，其特征在于，包括如下步骤

31）将需要模拟的电阻值通过控制电路进行二进制化；

32）根据二进制数值，控制电路对主电路发出对应的控制信号；

33）主电路中的从电路接受控制信号，确定对应的继电器的开合从而获得需要模拟的电阻值。

Images