CN112305311A - 一种通道可配置的高效率精密直流电阻测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低成本、小体积、高精度、高效率且通道易扩展的通道可配置的高效率精密直流电阻测试系统。本发明利用精密的直流电阻测量板实现10uA～1A电流输出及1mΩ～1MΩ的电阻测量，然后通过桥接板灵活配置通道数，可从64通道～1024通道内配置，再通过待测物料转接板与待测物料连接，最后通过控制单元完成开短路及DCR的测量。本发明可应用于测试领域。

Description

一种通道可配置的高效率精密直流电阻测试系统

技术领域

本发明涉及测量领域，尤其涉及一种通道可配置的高效率精密直流电阻测试系统，用于替代现有技术中的标准DMM（数字万用表）/毫欧表/SMU（源测量单元），解决这些标准仪器成本高、测试效率低、体积大、集成困难等问题，从而应用于开短路/直流电阻测试设备中，准确测量直流电阻参数，保证产品质量。

背景技术

电子产品主板测试设备需要使用大量的探针、继电器、开关等元器件，将待测产品信号转接到测试系统，这些元器件的质量（接触电阻及稳定性）对测试系统的稳定性及可靠性影响较大，因此在每一批次元器件中都要抽样做10万次以上的老化及DCR（直流电阻）测试，这就需要多通道并行测试系统来提高效率，缩短测试时间。

为了节省成本，行业内提出在保证质量的前提下，重复使用测试设备上的探针、继电器、开关等元器件。这就需要对这些重复利用的元器件100%进行测试，并且测试电流最好能够跟实际使用情况一致。鉴于此，还需要实现电流可程控调整，然后根据测试结果将好器件挑选出来。

又如，各类线材/PCB板等成品在出货之前100%要做开短路、DCR和飞针测试，这些应用都需要多通道DCR测试系统来实现。

此外，为了考察板对板连接器及对应探针模组压合之后的接触阻抗及其稳定性，需要多通道DCR测试系统来实时采集每一次释放-压合动作后每一路的阻抗，从而评估接触稳定性。

为了解决以上技术问题，行业内一般采用以下几种方案来测量多通道电阻的问题。

1、使用E_LOAD（电子负载）调整电流，用DMM（数字万用表，如Keysight 34465A）测量电压，电压除以电流得出电阻，再加上通道切换板卡实现多通道电阻测量。

2、使用毫欧计来完成直流阻抗测量，不过电流不可程控调整，再加上通道切换板卡实现多通道电阻测量。

3、使用SMU（源测量单元，如Keithley 2601B）来完成直流阻抗测量，再加上通道切换板卡实现多通道电阻测量。

4、使用专门的飞针测试机来实现多通道电阻测量。

然而，以上方案1～3都是使用标准仪器，成本高，价格动辄上万元，且只提供单通道阻抗测量，需要额外开发切换板实现多通道测量，为了尽量降低成本，可能用一套仪器+多块切换板来扩展通道，这样的串行测试速度慢，很难在批量生产的设备/平台中广泛应用。此外，使用标准仪器+外置切换板，测试软件需要协调各类仪器和板卡之间的时序，测试效率低，测量一个直流阻抗至少需要0.5S。另外，以上方案1～3中使用的标准仪器，体积大，集成度低，不适合在小尺寸测试设备中使用。

上述方案4虽然可以提供多通道电阻测量，但是都是用于开短路测试，无法实现小电阻（mΩ级～Ω级）的精确测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种低成本、小体积、高精度、高效率且通道易扩展的通道可配置的高效率精密直流电阻测试系统。

本发明所采用的技术方案是，它包括控制单元、开关电源、至少一路桥接板、至少一路直流电阻测量板及待测物料转接板，

所述控制单元用于与至少一路所述直流电阻测量板通信，向所述直流电阻测量板发送测量信号，并接收所述直流电阻测量板上传的直流电阻测量结果；

所述开关电源用于为整个系统供电；

所述桥接板用于所述控制单元和所述直流电阻测量板之间的通信连接，并为所述直流电阻测量板提供电源；

所述直流电阻测量板用于提供至少一路直流电阻测量通道，接收来自所述控制单元的指令信号，向待测器件输出驱动电流，测量待测器件的电压，得到直流电阻，并将测量结果上传所述控制单元；

所述待测物料转接板用于与待测器件连接，并将待测器件的信号引入到相应通道的所述直流电阻测量板上；

所述桥接板为多通道式桥接板，所述直流电阻测量板为多通道式测量板。

所述桥接板为8通道桥接板，所述直流电阻测量板为64通道测量板。

所述直流电阻测量板包括输入输出接口、待测物料上电和通信接口、测量板上电和通信接口、4组32选1切换电路、六路开关、程控恒流源、电压表和测量板MCU，所述输入输出接口与4组所述32选1切换电路连接，4组所述32选1切换电路通过开关分别与所述程控恒流源及所述电压表输入端连接，所述程控恒流源通过I2C接口与所述测量板MCU相连接，所述电压表通过SPI接口与所述测量板MCU相连接，所述测量板上电和通信接口通过UART接口与所述测量板MCU相连接，所述测量板上电和通信接口的另一端与所述桥接板相通信连接，所述待测物料上电和通信接口为连接于所述待测物料转接板上的待测物料提供电源并对待测物料进行状态控制，所述测量板MCU通过IO口分别与所述32选1切换电路、所述程控恒流源及所述电压表连接，所述输入输出接口组成32通道四线电阻测量系统，或者是64通道两线电阻测量系统，或者是64通道四线电阻测量系统。

所述输入输出接口由64通道恒流源接口和64通道差分电压测量接口组成，所述64通道恒流源接口的1～32通道与第一组所述32选1切换电路连接，剩下的33～64通道与第二组所述32选1切换电路连接，第一组所述32选1切换电路的一个输出端经过第一开关后与所述电压表的正输入极连接，第一组所述32选1切换电路的另一个输出端经过第二开关后与所述程控恒流源的高输入极相连接，第二组所述32选1切换电路的一个输出端经过第一开关后与所述电压表的负输入极连接，第二组所述32选1切换电路的另一个输出端经过第二开关后与所述程控恒流源的低输入极相连接，所述64通道差分电压测量接口的1～32通道与第三组所述32选1切换电路连接，剩下的33～64通道与第四组所述32选1切换电路连接，第三组所述32选1切换电路的一个输出端经过第三开关后与所述程控恒流源的低输入极连接，第三组所述32选1切换电路的另一个输出端经过第四开关后与所述电压表的负输入极相连接，第四组所述32选1切换电路的一个输出端经过第三开关后与所述程控恒流源的高输入极连接，第四组所述32选1切换电路的另一个输出端经过第四开关后与所述电压表的正输入极相连接。

所述程控恒流源由恒流源电路和16Bits的DAC组成，所述恒流源电路由采样电阻、MOS管以及运放反馈组成，所述程控恒流源恒流输出电流范围为10uA～1A。

所述电压表由仪表运放器和24bits 的ADC组成，所述电压表的电压测量范围为±0.1mV～±5V。

所述桥接板包括8路UART连接器、开关电源连接器、两个USB插头以及两个USB转UART模块,所述USB插头、所述USB转UART模块及所述UART连接器依次连接，所述开关电源连接器向8路所述UART连接器供电。

所述输入输出接口为32通道四线电阻测量系统时，所述待测物料转接板包括32路恒流源接口、32路差分电压测量接口以及第一转接板侧待测物料上电和通信接口，所述32路恒流源接口的32路高低连接极分别对应连接1路待测物料的两端，32路待测物料为K1～K32，所述32路差分电压测量接口的32路正负极分别对应连接1路待测物料的两端，32路待测物料通过所述第一转接板侧待测物料上电和通信接口上电及控制通断。

所述输入输出接口为64通道两线电阻测量系统时，所述待测物料转接板包括第二转接板侧待测物料上电和通信接口以及分别提供32路恒流和电压测量的第一恒流电压测量接口和第二恒流电压测量接口，所述第一恒流电压测量接口和所述第二恒流电压测量接口分别连接在32路待测物料的两端，且分别向每路待测物料提供恒流源并读取待测物料两端的电阻，64路待测物料通过所述第二转接板侧待测物料上电和通信接口上电及控制通断。

所述输入输出接口为64通道四线电阻测量系统时，所述待测物料转接板包括第一电压测量接口、第二电压测量接口和恒流源提供接口，所述第一电压测量接口和所述第二电压测量接口分别提供32路电压测量端口，64路电压测量端口分别对应连接在64路待测物料的两端，所述恒流源提供接口将64路待测物料依次串接形成回路，所述恒流源提供接口向64路待测物料提供恒流源。

所述开关电源提供+24V、+12V、-12V和5V的电压输出。

所述测量板MCU选自型号为STM32F103的处理器，所述控制单元为台式计算机或手提式计算机。

本发明的有益效果是：本发明利用精密的直流电阻测量板实现10uA～1A电流输出及1mΩ～1MΩ的电阻测量，然后通过桥接板灵活配置通道数，可从64通道～1024通道内配置，再通过待测物料转接板与待测物料连接，最后通过控制单元完成开短路及DCR的测量；与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、高灵活性：可以通过选择不同数量的直流电路测试板来配置64路～1024路DCR测试通道；

2、高适应性：通过针对不同待测物料设计转接，可以完成探针、继电器、开关、线材、板对板连接器、PCB阻抗等各种类型的电阻测量；

3、高效率：通过以64通道为最小单元，实现每个单元并行测试，测试一路DCR最快只需要0.1秒，扫描完1024个通道最快只需要6.4秒；

4、低成本：如果想要达到1024个通道最快6.4S的速度，标准仪器方案硬件成本需要10万元人民币以上，而本发明只需要1.2万元人民币；

5、小体积：如果想要达到1024个通道最快6.4S的速度，用标准仪器搭，系统尺寸不小于L*W*H=400mm*400mm*1600mm以上的体积，而本发明仅L*W*H=200mm*300mm*200mm，占用空间只有仪器方案的1/16；

所以，本发明测试能够实现高灵活性、高效率、高精度、低成本、小体积的目标，可用于替代标准DMM/毫欧表/SMU，解决这些标准仪器成本高、测试效率低、体积大、集成困难等问题，从而应用于开短路/直流电阻测试设备中，准确测量直流电阻参数，保证产品质量。

附图说明

图1是本发明系统的简易结构框图；

图2是所述直流电阻测量板的简易结构框图；

图3是所述桥接板的简易结构框图；

图4是所述输入输出接口为32通道四线电阻测量系统时，所述待测物料转接板的简易结构框图；

图5是所述输入输出接口为64通道两线电阻测量系统时，所述待测物料转接板的简易结构框图；

图6是所述输入输出接口为64通道四线电阻测量系统时，所述待测物料转接板的简易结构框图；

图7是所述恒流源电路的简易结构框图。

具体实施方式

本发明的具体如下。

如图1所示，本发明包括控制单元1、开关电源2、至少一路桥接板3、至少一路直流电阻测量板4及待测物料转接板5。

所述控制单元1用于与至少一路所述直流电阻测量板4通信，向所述直流电阻测量板4发送测量信号，并接收所述直流电阻测量板4上传的直流电阻测量结果；在本实施例中，所述控制单位为台式计算机或手提式计算机。控制单元通过USB线和直流电阻测试系统连接，通过USB口发送命令给测试系统，并读回测试结果。

所述开关电源2用于为整个系统供电；在本实施例中，所述开关电源2提供+24V、+12V、-12V和5V的电压输出。

所述桥接板3用于所述控制单元1和所述直流电阻测量板4之间的通信连接，并为所述直流电阻测量板4提供电源；所述桥接板3为多通道式桥接板，所述直流电阻测量板4为多通道式测量板。在本实施例中，所述桥接板3为8通道桥接板，所述直流电阻测量板4为64通道测量板。

所述直流电阻测量板4用于提供至少一路直流电阻测量通道，接收来自所述控制单元1的指令信号，向待测器件输出驱动电流，测量待测器件的电压，得到直流电阻，并将测量结果上传所述控制单元1；直流电阻测量板提供最多64路直流电阻测量通道，接收USB通信指令，内置MCU控制IO口选择具体通道，输出合适的驱动电流，再测量待测物料上的电压，计算得出直流电阻，然后通过USB通信将测量结果发送给电脑。

所述待测物料转接板5用于与待测器件连接，并将待测器件的信号引入到相应通道的所述直流电阻测量板4上；待测物料转接板要根据待测物料及测试需求定制开发，目的就是将待测物料放置在待测物料转接板上，并通过走线将待测物料信号连接到64Pin板对线连接器上，这样通过64Pin排线就可以和直流电阻测量板连接起来。

电脑通过USB和直流电阻测量板通信，测试软件循环64次发送不同通道的直流电阻测量指令，并接收测量结果，就能完成64通道直流电阻测量；同时测试软件支持多线程并行测试，比如整个测试系统用了6块直流电阻测试板，那么就有6个线程并行测试，能够有效的缩短测试时间，提高效率。根据以上内容，可知该系统非常灵活，可以根据需求快速搭建测试系统，1块桥接板最多可以接8块64通道直流电阻测试板，也就是最多支持8*64=512通道直流电阻测试，以此类推，用2块桥接板，就能将测试系统通道数扩展到1024路，完全可以满足探针、继电器、开关、板对板连接器、ICT测试、PCB板飞针测试需求。

如图2所示，所述直流电阻测量板4包括输入输出接口、待测物料上电和通信接口J3、测量板上电和通信接口J4、4组32选1切换电路、六路开关、程控恒流源、电压表和测量板MCU7，所述输入输出接口与4组所述32选1切换电路连接，4组所述32选1切换电路通过开关分别与所述程控恒流源及所述电压表输入端连接，所述程控恒流源通过I2C接口与所述测量板MCU7相连接，所述电压表通过SPI接口与所述测量板MCU7相连接，所述测量板上电和通信接口J4通过UART接口与所述测量板MCU7相连接，所述测量板上电和通信接口J4的另一端与所述桥接板3相通信连接，所述待测物料上电和通信接口J3为连接于所述待测物料转接板5上的待测物料提供电源并对待测物料进行状态控制，所述测量板MCU7通过IO口分别与所述32选1切换电路、所述程控恒流源及所述电压表连接，所述输入输出接口组成32通道四线电阻测量系统，或者是64通道两线电阻测量系统，或者是64通道四线电阻测量系统。所述输入输出接口由64通道恒流源接口J1和64通道差分电压测量接口J2组成，所述64通道恒流源接口J1的1～32通道G1_1～G1_32与第一组所述32选1切换电路6_1连接，剩下的33～64通道G2_1～G2_32与第二组所述32选1切换电路6_2连接，第一组所述32选1切换电路6_1的一个输出端经过第一开关S1后与所述电压表的正输入极VOL_P连接，第一组所述32选1切换电路6_1的另一个输出端经过第二开关S2后与所述程控恒流源的高输入极CUR_HI相连接，第二组所述32选1切换电路6_2的一个输出端经过第一开关S1后与所述电压表的负输入极VOL_N连接，第二组所述32选1切换电路6_2的另一个输出端经过第二开关S2后与所述程控恒流源的低输入极CUR_LO相连接，所述64通道差分电压测量接口J2的1～32通道G3_1～G3_32与第三组所述32选1切换电路6_3连接，剩下的33～64通道G4_1～G4_32与第四组所述32选1切换电路6_4连接，第三组所述32选1切换电路6_3的一个输出端经过第三开关S3后与所述程控恒流源的低输入极CUR_LO连接，第三组所述32选1切换电路6_3的另一个输出端经过第四开关S4后与所述电压表的负输入极VOL_N相连接，第四组所述32选1切换电路6_4的一个输出端经过第三开关S3后与所述程控恒流源的高输入极CUR_HI连接，第四组所述32选1切换电路6_4的另一个输出端经过第四开关S4后与所述电压表的正输入极VOL_P相连接。

本实施例中，J1和J2可以组成32通道四线电阻测量系统，也可以组成64通道两线电阻测量系统，配合J3中恒流源信号和转接板上将待测物料串联起来的设计，J1和J2可以组成64通道四线电阻测量系统，J3中电源及IO5_1~4用来给转接板上的待测物料供电或控制其状态，J4为测量板提供电源和通信接口。4组32选1切换电路是完全相同的，作用就是将32路信号切换到1路信号上，为了通过2A电流，切换期间选择继电器，为了防止短路需要加入5-32译码器，实现硬件互斥，在这里，采用两颗16选1电子开关（ADI公司的ADG1406），其最高供电30V，导通阻抗9.5Ω，持续通过电流300mA，单颗芯片实现了16路信号互斥，使用一片三-八译码器芯片（74HC238）对两颗16选1电子开关的输出进行互斥，再加上IO控制所有32路信号全部断开，然后通过MCU的5个IO口来选择32路中的某1路信号。S1～S5开关，控制这组开关就能够选择测量模式，具体逻辑见下表1：

表1 S1～S5开关逻辑和测量模式对应表（“0”表示断开，“1”表示连通）

S1	S2	S3	S4	S5	直流电阻测试模式
						0	1	0	1	0	32通道四线电阻测量模式，G1&G2走电流，G3&G4走电压
1	0	0	0	1	64通道四线电阻测量模式，G1&G2走电压，G3&G4不用
						0	0	0	1	1	64通道四线电阻测量模式，G1&G2不用，G3&G4走电压
1	1	0	0	0	64通道两线电阻测量模式，G1&G2走电流和电压，G3&G4不用
						0	0	1	1	0	64通道两线电阻测量模式，G1&G2不用，G3&G4走电流和电压

如图7所示，程控恒流源由恒流源电路M1（恒流源电路M1由采样电阻+MOS管+运放反馈组成，其中，采样电阻由三个电阻R1、R2和R3组成，如图7所示。）和16Bits DAC（如AD5667）组成，能够在MCU IO口和I2C控制下实现10uA～1A恒流输出。电压表由增益可程控的仪表运放（如AD8253）和24bits ADC（如AD7172-2）组成，可以实现±0.1mV～±5V的电压测量。MCU控制器由STM32F103最小系统组成，IO口用来控制1～5电路，I2C控制DAC，SPI控制ADC，EEPROMU6用来存储板卡信息及校准数据，UART串口和桥接板通信。

如图3所示，所述桥接板3包括8路UART连接器J4-1～J4-8、开关电源连接器J7、两个USB插头J5、J6以及两个USB转UART模块U4、U5,所述USB插头、所述USB转UART模块及所述UART连接器依次连接，所述开关电源连接器J7向8路所述UART连接器J4-1～J4-8供电。本实施例中，J5和U4完成1路USB转4路UART1～4，J6和U5完成1路USB转4路UART5～8，一共8路UART可以分别和8块直流电阻测试板通信；J7将从开关电源获取来的24V/±12V/5V电源通过滤波及过流保护电路后分配给J4-1～J4-8，分别为8块直流电阻测试板供电。

所述输入输出接口为32通道四线电阻测量系统时，所述待测物料转接板5包括32路恒流源接口J8、32路差分电压测量接口J9以及第一转接板侧待测物料上电和通信接口J10，所述32路恒流源接口J8的32路高低连接极分别对应连接1路待测物料的两端，32路待测物料为K1～K32，所述32路差分电压测量接口J9的32路正负极分别对应连接1路待测物料的两端，32路待测物料通过所述第一转接板侧待测物料上电和通信接口J10上电及控制通断。如图4所示，K1～K32代表待测物料，可以是探针、继电器、开关、线材、走线、板对板连接器模组等，J8是32路恒流源接口，连接后让电流流过待测物料，J9是32路差分电压测量接口，连接后测量待测物料两端的电压，然后用J10上电电源及控制信号控制待测物料的通道或关断，这就是典型的四线法测量电阻，一般用于小电阻（几mΩ～几Ω）的精密测量，常见探针、继电器、开关、板对板连接器的导通阻抗一般是几十mΩ～几百mΩ，要得到准确的阻抗值就需要这种连接方法。

所述输入输出接口为64通道两线电阻测量系统时，所述待测物料转接板5包括第二转接板侧待测物料上电和通信接口J13以及分别提供32路恒流和电压测量的第一恒流电压测量接口J11和第二恒流电压测量接口J12，所述第一恒流电压测量接口J11和所述第二恒流电压测量接口J12分别连接在32路待测物料的两端，且分别向每路待测物料提供恒流源并读取待测物料两端的电阻，64路待测物料通过所述第二转接板侧待测物料上电和通信接口J13上电及控制通断。如图5所示，K1～K64代表待测物料，和图4不同的是该方案用两线法来测量电压，J11和J12的每一对差分线都是一边提供恒流源，一边读取电压，由于恒流源和电压测量共用传输线路，测量结果会将传输线路电阻（几Ω级别）包含进去，所以该方案只能测量几十Ω以上的电阻，做开短路测试比较合适，比如ICT测试/线材测试/飞针测试中的开短路测试。

所述输入输出接口为64通道四线电阻测量系统时，所述待测物料转接板5包括第一电压测量接口J14、第二电压测量接口J150和恒流源提供接口J16，所述第一电压测量接口J14和所述第二电压测量接口J150分别提供32路电压测量端口，64路电压测量端口分别对应连接在64路待测物料的两端，所述恒流源提供接口J16将64路待测物料依次串接形成回路，所述恒流源提供接口J16向64路待测物料提供恒流源。如图6所示，K1～K64代表待测物料，和图4一样也是用四线法来测电阻，用于小电阻（几mΩ～几Ω）的精密测量，不同的是该方法用J16来提供恒流源，并将所有64路待测物料串联起来，这样电流就能一次性全部流过64个待测物料，J14和J15都用来做电压测量端口，通道数量是图4的方案的两倍，而且减少恒流源的切换，只需要依次读电压，速度是图3方案的两倍以上，只是需要在设计转接板时把待测物料串起来，探针、继电器、板对板连接器非常适合用这种方法测量。

在具体应用时，如探针测试&老化DCR测试机，要求每次测量100根探针的DCR，目标阻抗120mΩ，则用2块直流电阻测试板组建系统，即可最多支持128通道实现DCR测量。又如，板对板连接器接触阻抗分析平台，要求测量400Pin板对板连接器的DCR，目标阻抗100mΩ，则用7块直流电阻测试板组建系统，即可最多支持512通道DCR测量。再如，Type-C线材开短路&DCR测试机，要求测量24Pin网络之间的开短路及DCR，目标阻抗20mΩ～200mΩ，用1块直流电阻测试板组建系统，即可最多支持64通道DCR测量。

本发明是一套具备通道可配置、易扩展、高效率、高精度、低成本、小体积的直流电阻测试系统，用于替代标准DMM/毫欧表/SMU，解决这些标准仪器成本高，测试效率低，体积大，集成困难等问题，从而广泛应用于开短路/直流电阻测试设备中，准确测量直流电阻参数，保证产品质量。可用于探针/按钮/继电器/温控开关等器件的老化测试设备中，实时记录每一次释放-动作后的DCR值，从而评估探针/按钮/继电器/温控开关的接触性能及寿命；可用于线材开短路测试设备中，测量线材的通断及DCR，从而评估线材线径及焊接效果是否达标；可用于板对板连接器接触性能评估设备中，测量板对板连接器每一个引脚的通断及DCR，从而评估板对板连接器的性能及寿命；可用于ICT/FCT/飞针测试设备中，测量线路/网络的开短路及DCR，从而评估产品质量。

Claims (12)

1.一种通道可配置的高效率精密直流电阻测试系统，其特征在于：它包括控制单元（1）、开关电源（2）、至少一路桥接板（3）、至少一路直流电阻测量板（4）及待测物料转接板（5），

所述控制单元（1）用于与至少一路所述直流电阻测量板（4）通信，向所述直流电阻测量板（4）发送测量信号，并接收所述直流电阻测量板（4）上传的直流电阻测量结果；

所述开关电源（2）用于为整个系统供电；

所述桥接板（3）用于所述控制单元（1）和所述直流电阻测量板（4）之间的通信连接，并为所述直流电阻测量板（4）提供电源；

所述直流电阻测量板（4）用于提供至少一路直流电阻测量通道，接收来自所述控制单元（1）的指令信号，向待测器件输出驱动电流，测量待测器件的电压，得到直流电阻，并将测量结果上传所述控制单元（1）；

所述待测物料转接板（5）用于与待测器件连接，并将待测器件的信号引入到相应通道的所述直流电阻测量板（4）上；

所述桥接板（3）为多通道式桥接板，所述直流电阻测量板（4）为多通道式测量板。

2.根据权利要求1所述的一种通道可配置的高效率精密直流电阻测试系统，其特征在于：所述桥接板（3）为8通道桥接板，所述直流电阻测量板（4）为64通道测量板。

3.根据权利要求2所述的一种通道可配置的高效率精密直流电阻测试系统，其特征在于：所述直流电阻测量板（4）包括输入输出接口、待测物料上电和通信接口（J3）、测量板上电和通信接口（J4）、4组32选1切换电路、六路开关、程控恒流源、电压表和测量板MCU（7），所述输入输出接口与4组所述32选1切换电路连接，4组所述32选1切换电路通过开关分别与所述程控恒流源及所述电压表输入端连接，所述程控恒流源通过I2C接口与所述测量板MCU（7）相连接，所述电压表通过SPI接口与所述测量板MCU（7）相连接，所述测量板上电和通信接口（J4）通过UART接口与所述测量板MCU（7）相连接，所述测量板上电和通信接口（J4）的另一端与所述桥接板（3）相通信连接，所述待测物料上电和通信接口（J3）为连接于所述待测物料转接板（5）上的待测物料提供电源并对待测物料进行状态控制，所述测量板MCU（7）通过IO口分别与所述32选1切换电路、所述程控恒流源及所述电压表连接，所述输入输出接口组成32通道四线电阻测量系统，或者是64通道两线电阻测量系统，或者是64通道四线电阻测量系统。

4.根据权利要求3所述的一种通道可配置的高效率精密直流电阻测试系统，其特征在于：所述输入输出接口由64通道恒流源接口（J1）和64通道差分电压测量接口（J2）组成，所述64通道恒流源接口（J1）的1～32通道（G1_1～G1_32）与第一组所述32选1切换电路（6_1）连接，剩下的33～64通道（G2_1～G2_32）与第二组所述32选1切换电路（6_2）连接，第一组所述32选1切换电路（6_1）的一个输出端经过第一开关（S1）后与所述电压表的正输入极（VOL_P）连接，第一组所述32选1切换电路（6_1）的另一个输出端经过第二开关（S2）后与所述程控恒流源的高输入极（CUR_HI）相连接，第二组所述32选1切换电路（6_2）的一个输出端经过第一开关（S1）后与所述电压表的负输入极（VOL_N）连接，第二组所述32选1切换电路（6_2）的另一个输出端经过第二开关（S2）后与所述程控恒流源的低输入极（CUR_LO）相连接，所述64通道差分电压测量接口（J2）的1～32通道（G3_1～G3_32）与第三组所述32选1切换电路（6_3）连接，剩下的33～64通道（G4_1～G4_32）与第四组所述32选1切换电路（6_4）连接，第三组所述32选1切换电路（6_3）的一个输出端经过第三开关（S3）后与所述程控恒流源的低输入极（CUR_LO）连接，第三组所述32选1切换电路（6_3）的另一个输出端经过第四开关（S4）后与所述电压表的负输入极（VOL_N）相连接，第四组所述32选1切换电路（6_4）的一个输出端经过第三开关（S3）后与所述程控恒流源的高输入极（CUR_HI）连接，第四组所述32选1切换电路（6_4）的另一个输出端经过第四开关（S4）后与所述电压表的正输入极（VOL_P）相连接。

5.根据权利要求4所述的一种通道可配置的高效率精密直流电阻测试系统，其特征在于：所述程控恒流源由恒流源电路（M1）和16Bits的DAC（U1）组成，所述恒流源电路（M1）由采样电阻、MOS管以及运放反馈组成，所述程控恒流源恒流输出电流范围为10uA～1A。

6.根据权利要求4所述的一种通道可配置的高效率精密直流电阻测试系统，其特征在于：所述电压表由仪表运放器（U2）和24bits 的ADC（U3）组成，所述电压表的电压测量范围为±0.1mV～±5V。

7.根据权利要求4所述的一种通道可配置的高效率精密直流电阻测试系统，其特征在于：所述桥接板（3）包括8路UART连接器（J4-1～J4-8）、开关电源连接器（J7）、两个USB插头（J5、J6）以及两个USB转UART模块（U4、U5）,所述USB插头、所述USB转UART模块及所述UART连接器依次连接，所述开关电源连接器（J7）向8路所述UART连接器（J4-1～J4-8）供电。

8.根据权利要求3所述的一种通道可配置的高效率精密直流电阻测试系统，其特征在于：所述输入输出接口为32通道四线电阻测量系统时，所述待测物料转接板（5）包括32路恒流源接口（J8）、32路差分电压测量接口（J9）以及第一转接板侧待测物料上电和通信接口（J10），所述32路恒流源接口（J8）的32路高低连接极分别对应连接1路待测物料的两端，32路待测物料为K1～K32，所述32路差分电压测量接口（J9）的32路正负极分别对应连接1路待测物料的两端，32路待测物料通过所述第一转接板侧待测物料上电和通信接口（J10）上电及控制通断。

9.根据权利要求3所述的一种通道可配置的高效率精密直流电阻测试系统，其特征在于：所述输入输出接口为64通道两线电阻测量系统时，所述待测物料转接板（5）包括第二转接板侧待测物料上电和通信接口（J13）以及分别提供32路恒流和电压测量的第一恒流电压测量接口（J11）和第二恒流电压测量接口（J12），所述第一恒流电压测量接口（J11）和所述第二恒流电压测量接口（J12）分别连接在32路待测物料的两端，且分别向每路待测物料提供恒流源并读取待测物料两端的电阻，64路待测物料通过所述第二转接板侧待测物料上电和通信接口（J13）上电及控制通断。

10.根据权利要求3所述的一种通道可配置的高效率精密直流电阻测试系统，其特征在于：所述输入输出接口为64通道四线电阻测量系统时，所述待测物料转接板（5）包括第一电压测量接口（J14）、第二电压测量接口（J150）和恒流源提供接口（J16），所述第一电压测量接口（J14）和所述第二电压测量接口（J150）分别提供32路电压测量端口，64路电压测量端口分别对应连接在64路待测物料的两端，所述恒流源提供接口（J16）将64路待测物料依次串接形成回路，所述恒流源提供接口（J16）向64路待测物料提供恒流源。

11.根据权利要求1所述的一种通道可配置的高效率精密直流电阻测试系统，其特征在于：所述开关电源（2）提供+24V、+12V、-12V和5V的电压输出。

12.根据权利要求1所述的一种通道可配置的高效率精密直流电阻测试系统，其特征在于：所述测量板MCU（7）选自型号为STM32F103的处理器，所述控制单元（1）为台式计算机或手提式计算机。

Images