CN108931690A - 基于arm的嵌入式交流电阻测量系统 - Google Patents

基于arm的嵌入式交流电阻测量系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108931690A
CN108931690A CN201810813563.0A CN201810813563A CN108931690A CN 108931690 A CN108931690 A CN 108931690A CN 201810813563 A CN201810813563 A CN 201810813563A CN 108931690 A CN108931690 A CN 108931690A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
conductor
measured
range
resistance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810813563.0A
Other languages
English (en)
Inventor
秦国锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201810813563.0A priority Critical patent/CN108931690A/zh
Publication of CN108931690A publication Critical patent/CN108931690A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于ARM的嵌入式交流电阻测量系统，该系统具有良好的人机交互界面，自动控制仪器获取待测导体的温度、端电压等参数，经模数转换模块处理后通过串口传输到ARM处理器处理计算，并在显示屏上显示电阻、感抗、相位角等测量结果。具有自动切换量程、进行复杂运算的能力，整个系统自动化程度高、检测结果准确，可很广泛应用于电子、电线电缆、电力工业领域中。

Description

基于ARM的嵌入式交流电阻测量系统
技术领域
本发明涉及电子元器件测量技术领域，具体涉及一种基于ARM的嵌入式交流电阻测量系统。
背景技术
随着微电子技术的发展，嵌入式系统技术日益成熟，基于ARM的嵌入式设备应用在非常广泛的领域,特别是在近年来工业科学技术的飞速发展中。嵌入式系统技术成熟，高速微处理器和大容量Flash存储技术的应用，使仪表在信息处理和系统功能方面有巨大的开发空间。但是，在电力工程领域中对电线或电缆的电阻测量过程依然沿袭着人工测量各参数再整合计算得到电阻的方式，这种方式测量精度低，得到的电阻误差很大，并不能满足现在人们对于高精度、高效的测算方式的要求。
如何将嵌入式系统技术应用于对电线或电缆的电阻测量过程，使交流电阻的测量过程更加精确、高效、自动化程度更高，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高精度、高效、自动化程度更高的基于ARM的嵌入式交流电阻测量系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于ARM的嵌入式交流电阻测量系统，该系统包括
键盘模块，所述键盘模块用于用户输入待测导体的参数信息；
可编程交流恒流源模块，所述可编程交流恒流源模块为系统及待测导体回路提供可编程的交流恒电流；
电压检测模块，采集待测导体的端电压值；可编程交流恒流源模块与电压检测模块连接，可编程交流恒流源模块为电压检测模块提供交流恒电流；
温度传感器，实时采集待测导体的温度信息；
模数转换模块，所述电压检测模块和温度传感器均与所述模数转换模块连接，所述模数转换模块将待测导体的端电压值转换成第一电信号，并将待测导体的温度信息转换成第二电信号；
ARM处理器，所述键盘模块、可编程交流恒流源模块和模数转换模块均与所述ARM处理器连接，所述ARM处理器对用户输入的待测导体的已知参数信息、交流恒电流信息及第一电信号和第二电信号进行分析处理，并根据用户输入的待测导体的已知参数信息、交流恒电流信息及第一电信号计算出待测导体的交流电阻测量结果；
显示屏，所述ARM处理器与所述显示屏连接，所述显示屏将待测导体的交流电阻测量结果及温度信息进行显示；
继电器模块，所述继电器模块内设多个继电器；
电平转换模块，所述ARM处理器和所述继电器模块均与所述电平转换模块连接，所述电平转换模块将ARM处理器输出的控制信号转换成稳定的高低电平控制继电器模块闭合；
量程选择模块，所述ARM处理器和所述继电器模块均与所述量程选择模块连接，所述量程选择模块内设多个量程档位，每个所述量程档位分别对应连接一个继电器，所述继电器通过自身通断控制其连接的量程档位开闭，所述量程选择模块根据第一电信号中的端电压数据自动切换至对应的量程档位；以及
供电电源，所述供电电源为整个系统系统的控制与测量单元供电。
本发明的有益效果是：本发明提供的系统具有良好的人机交互界面，自动控制仪器获取待测导体(主要是电线和电缆)的温度、端电压等参数，经模数转换模块处理后通过串口传输到ARM处理器处理计算，并在显示屏上显示电阻、感抗、相位角等测量结果。具有自动切换量程、进行复杂运算的能力，整个系统自动化程度高、检测结果准确，可很广泛应用于电子、电线电缆、电力工业领域中。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述用户输入的待测导体的参数信息包括待测导体的电感值、长度值、交流恒电流值和交流恒电流频率。用户可通过键盘模块输入待测导体的电感值、长度值、交流恒电流值和交流恒电流频率等已知参数，方便系统根据输入的参数进行自动测算过程。
进一步，所述交流电阻测量结果包括待测导体的等效交流电阻值、直流电阻值、感抗值和相位角。系统根据用户输入的参数及自身测量的参数利用预先录入的相关公式自动完成测导体的等效交流电阻值、直流电阻值、感抗值和相位角等未知参数的计算过程。
进一步，所述等效交流电阻值、感抗值、直流电阻值和相位角的计算公式分别为：
其中，RZ表示等效交流电阻值，U表示待测导体的端电压值，I表示交流恒电流值；
RL＝2πfL
其中，RL表示感抗值，f表示交流恒电流频率，L表示待测导体的长度值；
其中，R0表示直流电阻值，RZ表示等效交流电阻值，RL表示感抗值；
其中，R0表示直流电阻值，RL表示感抗值。
进一步，所述量程选择单元包括量程设定单元、量程判断单元和量程选择单元，所述量程设定单元与所述量程判断单元连接，所述量程设定单元用于设定量程档位，所述量程判断单元分别与所述ARM处理器和量程选择单元连接，所述量程判断单元将第一电信号中的端电压数据换算成设定的量程档位下的电压值，并判断换算后的电压值是否小于0.1V，将判断结果发送给所述量程选择单元，所述量程选择单元与所述继电器模块连接，所述量程选择单元根据判断结果进行量程选择，并通过所述继电器模块内与对应量程档位连接的继电器开闭实现量程切换。
进一步，所述量程选择单元根据判断结果进行量程选择的方式为：若换算后的电压值小于0.1V，切换至下一档位，若换算后的电压值大于0.1V，选定当前档位为量程档位。
进一步，所述量程档位分为range1、range2和range3三档，分别为
range1:*1
range2:*10
range3:*100
其中，*1、*10和*100分别表示对第一电信号中的端电压数据放大1倍、 10倍和100倍。
采用上述进一步方案的有益效果是通过控制继电器来进行自适应调节量程档位，获得在合适量程下的端电压数据，由于模数转换模块的模拟输入电压范围为-2.5V～+2.5V，所以量程设定单元默认设定量程为range1，为保证测量精度，如果该量程下待测导体的端电压值小于0.1V,则切换为range2 进行测量，再判断测量电压是否小于0.1V，是，则切换到range3进行测量，直至当前量程下待测导体的端电压值大于0.1V，切换过程是通过ARM处理器控制每个量程档位电路中的继电器的开闭实现的。
附图说明
图1为本发明一种基于ARM的嵌入式交流电阻测量系统的结构示意图；
图2为本发明一种基于ARM的嵌入式交流电阻测量系统中量程选择模块的结构示意图；
图3为本发明实施例中QT/E开发应用界面的主界面示意图；
图4为本发明实施例中QT/E开发应用界面的自定义模式选择界面示意图；
图5为本发明实施例中直流电阻误差校准前后对比折线图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、电平转换模块，2、继电器模块，3、量程选择模块，301、量程设定单元，302、量程判断单元，303、量程选择单元，4、模数转换模块， 5、ARM处理器，6、供电电源，7、显示屏，8、键盘模块,9、电压检测模块，10、温度传感器，11、可编程交流恒流源。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明公开了一种基于ARM的嵌入式交流电阻测量系统，该系统包括
键盘模块8，键盘模块8用于用户输入待测导体的参数信息；
可编程交流恒流源模块11，可编程交流恒流源模块11为测量系统及待测导体回路提供可编程的交流恒电流；
电压检测模块9，电压检测模块9采集待测导体的端电压值；可编程交流恒流源模块11与电压检测模块9连接，可编程交流恒流源模块11为电压检测模块9提供交流恒电流；
温度传感器10，温度传感器10实时采集待测导体的温度信息；
模数转换模块4，电压检测模块9和温度传感器10均与模数转换模块4 连接，模数转换模块4将待测导体的端电压值转换成第一电信号，并将待测导体的温度信息转换成第二电信号；
ARM处理器5，键盘模块8和模数转换模块4均与ARM处理器5连接， ARM处理器5对用户输入的待测导体的参数信息及第一电信号和第二电信号进行分析处理，并根据用户输入的待测导体的参数信息及第一电信号计算出待测导体的交流电阻测量结果；
显示屏7，ARM处理器5与显示屏7连接，显示屏7将待测导体的交流电阻测量结果及温度信息进行显示；
继电器模块2，继电器模块2内设有多个继电器；
电平转换模块1，ARM处理器5和继电器模块2均与电平转换模块1连接，电平转换模块1将ARM处理器5输出的控制信号转换成稳定的高低电平控制继电器模块2闭合；
量程选择模块3，ARM处理器5和继电器模块2均与量程选择模块3连接，量程选择模块3内设多个量程档位，每个量程档位分别对应连接一个继电器，继电器通过自身通断控制其连接的量程档位开闭，量程选择模块3根据第一电信号中的端电压数据自动切换至对应的量程档位；以及
供电电源6，供电电源6为整个系统控制与测量单元供电。
整个系统的工作流程为：系统上电后，选择恒流档位，在界面中输入电流大小、频率等参数，采集待测导体的端电压值和温度数据后经过模数转换，将模数转换后的端电压值数据放大、整形滤波后与选择的量程档位中的范围比较，通过ARM处理器控制继电器模块来进行自适应调节量程档位，获得在合适量程下的端电压数据，处理器利用预先写入的公式计算出电阻值等信息，通过显示屏显示出来。
具体地，上述实施例中用户输入的待测导体的参数信息包括待测导体的电感值、长度值、交流恒电流值和交流恒电流频率等参数。
具体地，上述实施例中交流电阻测量结果包括待测导体的等效交流电阻值、直流电阻值、感抗值和相位角。
在一个实施例中，等效交流电阻值、感抗值、直流电阻值和相位角的计算公式分别为：
其中，RZ表示等效交流电阻值，U表示待测导体的端电压值，I表示交流恒电流值；
RL＝2πfL
其中，RL表示感抗值，f表示交流恒电流频率，L表示待测导体的长度值；
其中，R0表示直流电阻值，RZ表示等效交流电阻值，RL表示感抗值；
其中，R0表示直流电阻值，RL表示感抗值。
参见附图2，量程选择模块3包括量程设定单元301、量程判断单元302 和量程选择单元303，量程设定单元301与量程判断单元302连接，量程设定单元301用于设定量程档位，量程判断单元302分别与ARM处理器5和量程选择单元303连接，量程判断单元302将第一电信号中的端电压数据换算成设定的量程档位下的电压值，并判断换算后的电压值是否小于0.1V，将判断结果发送给量程选择单元303，量程选择单元303与继电器模块2连接，量程选择单元303根据判断结果进行量程选择，并通过继电器模块2内与对应量程档位连接的继电器开闭实现量程切换。
具体地，量程选择单元303根据判断结果进行量程选择的方式为：若换算后的电压值小于0.1V，切换至下一档位，若换算后的电压值大于0.1V，选定当前档位为量程档位。
在一些实施例中，量程档位分为range1、range2和range3三档，分别为
range1:*1
range2:*10
range3:*100
其中，*1、*10和*100分别表示对第一电信号中的端电压数据放大1倍、 10倍和100倍。
在一些实施例中，ARM处理器选择型号为AT91RM9200的单片机，运行 linux操作系统，负责发出控制信号和读取计算数据的功能。AT91RM9200是 ATMEL公司推出的一款32位嵌入式芯片,采用ARMv4T架构和ARM9TDMI内核，完全围绕ARM920T ARM Thumb处理器构建的系统。AT91RM9200包括一个高速片上SRAM工作区及一个低等待时间的外部总线接口(EBI)，高级中断控制器、外设数据控制器、并行I/O控制器与作为通用数据的I/O复用外设输入/输出口线、电源管理控制器，并且集成了USB2.0和10/100Base-T以太网媒体访问控制器(MAC)。为完善性能，AT91RM9200集成了包括JTAG-ICE、专门UART 调试通道(DBUG)，最高主频为180MHz，其双向、32位外部数据总线支持8 位、16位、32位数据宽度，26位地址总线可以对最大64MB空间寻址，内部集成丰富的外设资源，完全能够满足本文中的系统成本低，功耗低，高性能的要求。
在一些实施例中，温度传感器选择PT1000铂热电阻传感器，PT1000采用恒流源1mA，低电流能够降低电阻发热产生的测量误差，PT1000的阻值随着温度的升高而匀速增加，当PT1000温度为0℃时它的阻值为1000Ω，在 100℃时它的阻值约为1385.005Ω，测得当前温度环境下的电阻值RT后，代入下面的公式(1)即可计算出对应的温度T，实现温度的测量。
在一些实施例中，数模转换芯片选择AD7710，AD7710是完全的模拟前端芯片，可用于低频测量设备，它采用了Sigma-Delta转换技术以实现在24 位精度的情况下不丢失码，AD7710本身带有控制寄存器，能够控制滤波器的截止频率、输入增益、选择信道、信号极性和校准模式，在23位动态范围内的误差仅为0.0015％，自校准模式能消除温漂影响，还能消除零量程和满量程误差。本系统中的AD7710工作在外部时钟，双极性输入，自校准模式下，截止频率为2000HZ；AD7710的引脚SCLK、SDATA、 A0与AT91RM9200的IO引脚相连。
AD7710芯片读操作的步骤为：
a.初始化AD7710芯片的微处理器和串行接口，置为高电平；
b.检测若为低电平，则置为低电平；
c.连续三次读取串行接口的数据；
d.颠倒数据的高低位顺序；
e.置为高电平，结束读操作。
AD7710芯片写操作的步骤为：
a：初始化AD7710芯片的微处理器和串行接口，置A0为高电平；
b：将数据从RAM中读到累加器，并颠倒数据的高低位顺序；
c：置A0为低电平；
d：从累加器连续三次写入串行接口数据；
e：置A0为高电平，结束写操作。
在一些实施例中，电平转换模块选择74LVC16374锁存器芯片，其是一款16位边沿D触发器，保持输入信号，无需外部上拉电阻保持未使用的输入。由于AT91RM9200的引脚电流过小不足以驱动继电器闭合，因此在实际使用时需要把AT91RM9200与74LVC16374锁存器芯片相连，改变寄存器状态时，锁存器对应的另一侧引脚输出稳定的高低电平，达到控制继电器闭合的目的。
继电器模块中的多个继电器通过电平转换芯片74LVC16374与主控芯片AT91RM9200的数据总线(D0-D15)相连。继电器模块驱动通过向数据总线写入高低电平信号来达到控制继电器开、闭的目的。首先电流通过线圈，测量不同匝数下的电压比值，选择比值最小的匝数档位，然后在这个匝数档位下测量电阻值。
在一些实施例中，显示屏选择深圳优龙科技生产的YL_LCD70_v1.1，它是7英寸TFT彩色通用型，分辨率为800×480。
本系统通过键盘模块内的矩阵键盘和显示屏实现人机交互的功能，界面由QT/E编写。
在一个具体的实施例中，用户直接接触的层面使用C++语言，利用QT/E 开发应用界面，用于实现数据采集和计算显示等功能。QT/E是一个多平台的 C++图形用户界面应用程序框架，QT/E嵌入式自由版是QT/E为了开发自由软件提供的嵌入式版本。在GNU通用公共许可证下，它是免费的。在QT/E的应用程序中对从驱动模块中读取到的数据进行计算和校准，只把最终的结果显示到界面中，主界面显示如图3所示：其中，待选择的测量模式分为默认模式和自定义模式两大种，当前界面选择的为默认模式，默认模式下还需要用户输入交流恒电流大小和交流恒电流频率，点击右下方的开始测量或零校准按钮即可完成电阻测量或电阻值校准任务。
第一次选择频率f1＝50HZ和大小I的交流恒流源档位，测量得到电压值 U1，根据公式(1)计算出等效交流电阻值R1。
第二次选择频率f1＝60HZ和大小I的交流恒流源档位，测量得到电压值 U2，通过公式(2)得到等效交流电阻值R2。
等效交流电阻的公式(3)、(4)如下：
其中，R0直流电阻，RL感抗，L电感。实际情况中，电感L始终是固定的，根据公式(4)、(5)得到电感L的计算公式(6)：
得到电感L后，带回公式(4)，得到计算直流电阻R0的公式：
在一个具体的实施例中，自定义模式下用户可以通过键盘可选择直放导体模式和圆盘导体模式，界面如图4所示：当前界面下选择的测量模式为直放导体(自定义)模式，该模式下需要用户输入交流恒电流大小、交流恒电流频率、待测导体电感和长度信息，点击右下方的开始测量或零校准按钮即可完成电阻测量或电阻值校准任务。
输入直放导体的已知电感L和长度length，选择频率f和大小I的交流恒流源档位，测量得到电压值U，通过公式(8)计算得到等效交流电阻值 RZ。
通过下列公式(9)、(10)、(11)计算直流电阻R0，感抗RL，相位角
RL＝2πfL(10)
在软件层面上，系统需要编写两个字符设备驱动：继电器模块驱动和模数转换模块驱动，驱动程序直接运行在内核空间，可以通过insmod和rmmod 进行动态加载和卸载，对硬件操作并且与用户空间隔离。驱动程序对用户提供接口，用户对内核的操作需要通过实现open、read、write、release方法，这些都封装在file_operations结构体中，如下：
open:打开设备准备I/O操作，模块计数器加一
release：释放设备，模块计数器减一
read：从设备上读数据
write:往设备上写数据
继电器模块驱动通过向数据总线写入高低电平信号来达到控制继电器开、闭的目的，首先电流通过线圈测量不同匝数下的电压比值，选择比值最小的匝数档位，然后在这个匝数档位下测量电阻值。控制字格式与含义参见下表 1和表2：
表1控制字格式记录表
D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
表2控制字含义对照表
D0 连通除法器输入电压
0 正常连通
1 放大10倍
D1
0 测量温度
1 测量比值
D4D3D2 测量电阻两端电压
001 正常连通
010 测试电压放大10倍
100 测试电压放大100倍
其中，D15-D5表示选择不同匝数，并且只能有一个比特位为1，例如： 10000000000代表连通了100％数量的匝数。测量比值中要将电流经过所有不同比例的线圈匝数，从11次测量中取最小值作为测量结果。不同位与匝数比例对应关系如下表3所示：
表3位与匝数比例对应关系对照表
D5 0％ D11 5％
D6 0.1％ D12 10％
D7 0.2％ D13 20％
D8 0.5％ D14 50％
D9 1％ D15 100％
D10 2％
在QT主程序中，需要通过调用设备驱动的write接口来控制继电器，从而达到选择不同量程的目的。write函数接口如下：
size_t write(struct file*filp,const char*buf,size_t count,loff_t *l)
其中，filp为设备文件指针，buf为指向字符的指针，为了达到选择不同量程并且遍历所有匝数的目的，控制字符取值要经历一个简单的转换:
‘c’＝‘c’+10*i(i＝0,1,2…10)
驱动部分预存的控制字只有D4-D0位，控制字符含义参见下表4：
表4控制字符含义对照表
‘0’ 测量温度
‘1’ 测电阻和比值
‘2’ 放大10倍
‘3’ 放大100倍
…
在驱动程序中对输入的字符进行计算，得到下标 rangenum＝(‘c’-‘0’)/10，在数组range中取到预存的控制字 range[rangenum]。
匝数控制字为(0x0020<<i),其中i＝(‘c’-‘0’)％i，因此得到实际的控制字range[rangenum]|(0x0020<<i)写入寄存器。关键代码如下：
unsigned short input＝0x0；
unsigned short zashu＝0x0020；
input＝(range[rangenum]|((unsigned short)(zashu)<<i))；
在A/D驱动程序中，对外提供两个接口：open和read，open用于打开设备文件，这个过程中会自动完成对AD7710芯片的初始化，通过向其写入控制字来设置其工作方式。read用于读取A/D转换值，为了减小测量误差，每次调用read接口，都会从AD7710中获得12组转换数据，剩余10组数据取平均值，并转换为对应的24位二进制数据返回。为了防止电压抖动太大影响准确度，每次读数判断最大、最小值的差值，如果差值小于0xff说明电压抖动稳定，结果可以返回，否则重新读取数据。
此外，由于系统不可避免的存在硬件测量误差和数模转换过程中的误差，除了利用AD7710的自校准方式，还需要在软件算法上减少误差。本实施例中利用分段测量的方式，如在0-0.5V，0.5-1.0V等区间上，手动测量一组实际电压值，并记录采样电压值，根据最小二乘法，计算出一个区间中的拟合系数，将这些系数预先存储在算法中。之后的每一次测量结果都经过相应区间的系数校正，使实际数据与测量数据的误差的平方和最小，分段区间越小，测量数据越多则校准越准确。经过校准算法之后的测量精度可以维持在 0.1mΩ以内。下表5中展示了10mΩ的标准直流电阻在不同输入电流的校准前后的部分数据。
表5 10mΩ直流电阻校准前后对比表
将上表数据以折线图的形式展示，可参见附图5。
从折线图可以形象直观的展现出，经过算法校准后误差大幅下降，实现了系统自校准误差的功能。
本实施例提供的基于ARM的嵌入式交流电阻测量系统采用嵌入式Linux 操作系统管理软件、硬件资源，利用QT/E设计交互界面，提供便捷的图形化操作界面，利用硬件和软件校准技术，减少测量误差。实验结果显示整个系统实现了自动化测量、校准误差的功能，具有高效、功能易扩展的优点。该系统可以根据不同的使用场景，对系统软件进行修改和升级，在工业领域具有良好的应用前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于ARM的嵌入式交流电阻测量系统，其特征在于，包括
键盘模块(8)，所述键盘模块(8)用于用户输入待测导体的已知参数信息；
可编程交流恒流源模块(11)，所述可编程交流恒流源模块(9)为系统及待测导体回路提供可编程的交流恒电流；
电压检测模块(9)，所述可编程交流恒流源模块(11)与电压检测模块(9)连接，所述电压检测模块(9)采集待测导体的端电压值，可编程交流恒流源模块(11)为电压检测模块(9)提供交流恒电流；
温度传感器(10)，所述温度传感器(10)实时采集待测导体的温度信息；
模数转换模块(4)，所述电压检测模块(9)和温度传感器(10)均与所述模数转换模块(4)连接，所述模数转换模块(4)将待测导体的端电压值转换成第一电信号，并将待测导体的温度信息转换成第二电信号；
ARM处理器(5)，所述键盘模块(8)、可编程交流恒流源模块(11)和模数转换模块(4)均与所述ARM处理器(5)连接，所述ARM处理器(5)对用户输入的待测导体的已知参数信息、交流恒电流信息及第一电信号和第二电信号进行分析处理，并根据用户输入的待测导体的已知参数信息、交流恒电流信息及第一电信号计算出待测导体的交流电阻测量结果；
显示屏(7)，所述ARM处理器(5)与所述显示屏(7)连接，所述显示屏(7)将待测导体的交流电阻测量结果及温度信息进行显示；
继电器模块(2)，所述继电器模块(2)内设有多个继电器；
电平转换模块(1)，所述ARM处理器(5)和所述继电器模块(2)均与所述电平转换模块(1)连接，所述电平转换模块(1)将ARM处理器(5)输出的控制信号转换成稳定的高低电平控制继电器模块(2)内的继电器闭合；
量程选择模块(3)，所述ARM处理器(5)和所述继电器模块(2)均与所述量程选择模块(3)连接，所述量程选择模块(3)内设多个量程档位，每个所述量程档位分别对应连接一个继电器，所述继电器通过自身通断控制其连接的量程档位开闭，所述量程选择模块(3)根据第一电信号中的端电压数据自动切换至对应的量程档位；以及
供电电源(6)，所述供电电源(6)为整个系统供电。
2.根据权利要求1所述一种基于ARM的嵌入式交流电阻测量系统，其特征在于，所述用户输入的待测导体的已知参数信息包括待测导体的电感值、长度值、交流恒电流值和交流恒电流频率。
3.根据权利要求1所述一种基于ARM的嵌入式交流电阻测量系统，其特征在于，所述交流电阻测量结果包括待测导体的等效交流电阻值、直流电阻值、感抗值和相位角。
4.根据权利要求3所述一种基于ARM的嵌入式交流电阻测量系统，其特征在于，所述等效交流电阻值的计算公式为：
其中，RZ表示等效交流电阻值，U表示待测导体的端电压值，I表示交流恒电流值；
所述感抗值的计算公式为：
RL＝2πfL
其中，RL表示感抗值，f表示交流恒电流频率，L表示待测导体的长度值；
所述直流电阻值的计算公式为：
其中，R0表示直流电阻值，RZ表示等效交流电阻值，RL表示感抗值；
所述相位角的计算公式为：
其中，表示相位角，R0表示直流电阻值，RL表示感抗值。
5.根据权利要求1所述一种基于ARM的嵌入式交流电阻测量系统，其特征在于，所述量程选择模块(3)包括量程设定单元(301)、量程判断单元(302)和量程选择单元(303)，所述量程设定单元(301)与所述量程判断单元(302)连接，所述量程设定单元(301)用于设定量程档位，所述量程判断单元(302)分别与所述ARM处理器(5)和量程选择单元(303)连接，所述量程判断单元(302)将第一电信号中的端电压数据换算成设定的量程档位下的电压值，并判断换算后的电压值是否小于0.1V，将判断结果发送给所述量程选择单元(303)，所述量程选择单元(303)与所述继电器模块(2)连接，所述量程选择单元(303)根据判断结果进行量程选择，并通过所述继电器模块(2)内与对应量程档位连接的继电器开闭实现量程切换。
6.根据权利要求5所述一种基于ARM的嵌入式交流电阻测量系统，其特征在于，所述量程选择单元(303)根据判断结果进行量程选择的方式为：若换算后的电压值小于0.1V，切换至下一档位，若换算后的电压值大于0.1V，选定当前档位为量程档位。
7.根据权利要求6所述一种基于ARM的嵌入式交流电阻测量系统，其特征在于，所述量程档位分为range1、range2和range3三档，分别为
range1:*1
range2:*10
range3:*100
其中，*1、*10和*100分别表示对第一电信号中的端电压数据放大1倍、10倍和100倍。
CN201810813563.0A 2018-07-23 2018-07-23 基于arm的嵌入式交流电阻测量系统 Pending CN108931690A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810813563.0A CN108931690A (zh) 2018-07-23 2018-07-23 基于arm的嵌入式交流电阻测量系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810813563.0A CN108931690A (zh) 2018-07-23 2018-07-23 基于arm的嵌入式交流电阻测量系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108931690A true CN108931690A (zh) 2018-12-04

Family

ID=64444404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810813563.0A Pending CN108931690A (zh) 2018-07-23 2018-07-23 基于arm的嵌入式交流电阻测量系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108931690A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109613339A (zh) * 2019-01-28 2019-04-12 南京邮电大学 一种多功能电阻测量装置及测量方法
CN109975616A (zh) * 2018-12-29 2019-07-05 浙江机电职业技术学院 一种宽量程高精度电阻测试仪
CN110189790A (zh) * 2019-06-18 2019-08-30 北京控制与电子技术研究所 一种基于非易失存储器的电阻测量方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101034117A (zh) * 2007-04-02 2007-09-12 武汉大学 输电线路工频参数测量方法及装置
CN102175921A (zh) * 2011-03-16 2011-09-07 中国民航大学 一种基于fpga的便携式阻抗测量仪表
CN202649312U (zh) * 2012-04-23 2013-01-02 淮南联合大学 自动电阻测试仪
US8589110B2 (en) * 2009-03-03 2013-11-19 Synergistic Technologies Solutions, Inc. System and method for programmable automatic testing of power supplied
CN105277793A (zh) * 2015-11-17 2016-01-27 广州供电局有限公司 电缆导体交流电阻测量方法与系统
CN205665316U (zh) * 2016-05-31 2016-10-26 滁州学院 一种新型电阻自动测量装置
CN207114636U (zh) * 2017-08-10 2018-03-16 江南工业集团有限公司 一种便携式电参数智能检测仪
CN107870264A (zh) * 2016-10-12 2018-04-03 杨甫进 电线电缆测试仪及其方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101034117A (zh) * 2007-04-02 2007-09-12 武汉大学 输电线路工频参数测量方法及装置
US8589110B2 (en) * 2009-03-03 2013-11-19 Synergistic Technologies Solutions, Inc. System and method for programmable automatic testing of power supplied
CN102175921A (zh) * 2011-03-16 2011-09-07 中国民航大学 一种基于fpga的便携式阻抗测量仪表
CN202649312U (zh) * 2012-04-23 2013-01-02 淮南联合大学 自动电阻测试仪
CN105277793A (zh) * 2015-11-17 2016-01-27 广州供电局有限公司 电缆导体交流电阻测量方法与系统
CN205665316U (zh) * 2016-05-31 2016-10-26 滁州学院 一种新型电阻自动测量装置
CN107870264A (zh) * 2016-10-12 2018-04-03 杨甫进 电线电缆测试仪及其方法
CN207114636U (zh) * 2017-08-10 2018-03-16 江南工业集团有限公司 一种便携式电参数智能检测仪

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109975616A (zh) * 2018-12-29 2019-07-05 浙江机电职业技术学院 一种宽量程高精度电阻测试仪
CN109975616B (zh) * 2018-12-29 2021-08-17 浙江机电职业技术学院 一种宽量程高精度电阻测试仪
CN109613339A (zh) * 2019-01-28 2019-04-12 南京邮电大学 一种多功能电阻测量装置及测量方法
CN110189790A (zh) * 2019-06-18 2019-08-30 北京控制与电子技术研究所 一种基于非易失存储器的电阻测量方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108931690A (zh) 基于arm的嵌入式交流电阻测量系统
CN101221210A (zh) 一种成品线路板自动测试校正系统及其自动测试校正方法
CN110187299B (zh) 一种航空保障装备电学参数通用校准系统
CN101021551A (zh) 智能综合电子测量仪
CN109471047B (zh) 一种用于交直流电源校准的便携式自动测量装置
CN109143034A (zh) 芯片adc性能自动化测试系统及方法
CN108845563A (zh) 一种测试plc程序及plc监控软件的方法及系统
CN208818807U (zh) 出口继电器性能测试设备及测试系统
CN201277992Y (zh) 全自动数字万用表
CN103532550A (zh) 一种基于虚拟仪器的电流频率转换器测试方法
CN111983427B (zh) 一种16通道模拟开关电路测试系统及测试方法
CN210005679U (zh) 评估动态谐波和温度变化对电能表误差影响的装置
CN209673130U (zh) 一种汽车组合仪表自动化测试设备
CN201812005U (zh) 一种模拟量输入/输出模块性能测试箱及测试系统
CN100451905C (zh) 可编程温湿度控制器
CN111208797A (zh) 飞机航空发动机电子调节器综合测试仪
CN209707606U (zh) 一种血糖仪检测设备
CN106023753A (zh) 一种智能评价模拟电路实验的装置及方法
CN102063080B (zh) 具有输出信号显示功能的可编程电源的显示控制方法
CN212675009U (zh) 一种测量设备及万用表
CN202995352U (zh) 基于32位arm微控制器的发动机测试仪
CN205748767U (zh) 一种泵进出口端压力测量仪器控制装置
CN112098740A (zh) 一种智能综合测试仪器
CN204405831U (zh) 一种多功能测控电表自动升级校准及测试系统
CN103809144A (zh) 一种变比测试仪检定系统及其检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181204