CN113009236A - 一种基于单片机设计的微欧电阻测试模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于单片机设计的微欧电阻测试模块，属于电阻测试技术领域，包括一个电压转换电路和一个analog电路，接通电压转换电路和analog电路，模块的内部自动产生三个档位的恒流源，电流在analog电路中流经被测电阻时，在电阻两端形成电压值，所述的analog电路中还包括24位ADC，即24位模数转换器、MCU微控制器、LCD显示屏以及RS485/232接口。该基于单片机设计的微欧电阻测试模块，体积较小，操作简单，使用方便，可以精准的测量微欧级电阻，对一些稀有材质阻值测试有着重要意义，同时，可以在LCD显示屏上直观显示测试结果，还可以通过串口在其他设备上做二次开发。
Description
技术领域
本发明属于电阻测试技术领域，具体为一种基于单片机设计的微欧电阻测试模块。
背景技术
现代的电子产品对功能和性能都有极高的要求，一些特殊材质的导通阻值要求更小，如果使用常规加压求流测量电阻的方法，测试精度太差，也无法测量微欧级别的电阻。使用微欧级测量仪表，一般体积较大，只适用于实验室测试，不能灵活应用到我们实际的测试环境中。针对微欧级电阻的测量，现在市面上使用的都是测量型仪器仪表，体积大，不方便我们在实际测试的使用。
现有技术中，市面上现在使用微欧测量仪表，采用开尔文4线法，通过恒流源的方式，检测被测物两端的电压。从而计算其阻值，该测量方法，精度高，可以测量出微欧级别电阻。但是这种仪表一般体积较大，使用不方便，也不利于我们在测量系统中做二次开发。
为此，我们需要开发一种微欧电阻测试模块，具备体积小，方便使用的优点，并可以在测试系统中进行二次开发。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于单片机设计的微欧电阻测试模块，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于单片机设计的微欧电阻测试模块，包括一个电压转换电路和一个analog电路，接通电压转换电路和analog电路，模块的内部自动产生三个档位的恒流源，电流在analog电路中流经被测电阻时，在电阻两端形成电压值，所述的analog电路中还包括24位ADC，即24位模数转换器、MCU微控制器、LCD显示屏以及RS485/232接口。
进一步优化本技术方案，所述电阻测试的方式选择开尔文四线连接方式，通过恒流源进行微欧电阻的测量。
进一步优化本技术方案，所述的微欧电阻测试模块外挂有一个UART口，所述MCU微控制器通过UART口与核心板扩展的RS485/232接口进行接口通信。
进一步优化本技术方案，所述analog电路中还配置有低噪声，高共模抑制比的仪表运放，用于对电压进行放大。
进一步优化本技术方案，所述LCD显示屏选用型号为LCD12864的LCD显示屏，具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，显示分辨率为128×64,内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集。
进一步优化本技术方案，所述的微欧电阻测试模块的参数包括：工作电压电流：12V1A；测范围量：1uR-2K；恒流源电流：10uA-1A共6个量程；分辨率：1uR；测量精度：20欧以内±1％，20欧-2K可以达到0.1％。
进一步优化本技术方案，所述模块内部自动产生的三个档位的恒流源分别为UA级别恒流源、MA级别恒流源以及A级别恒流源。
进一步优化本技术方案，所述MCU微控制器为STARM32位Cortex-M3单片机，最高工作频率72MHz，单周期乘法和除法器，内部SRAM64K字节，具有2路I2C接口，支持SMBus/PMBus。
进一步优化本技术方案，所述的微欧电阻测试模块经24位ADC采集后，将电压数据传递至MUC控制器中，由MUC控制器提供调试指令。
进一步优化本技术方案，所述LCD显示屏用于显示测试的恒流源电流大小以及被测电阻阻值。
与现有技术相比，本发明提供了一种基于单片机设计的微欧电阻测试模块，具备以下有益效果：
该基于单片机设计的微欧电阻测试模块，体积较小，操作简单，使用方便，可以精准的测量微欧级电阻，对一些稀有材质阻值测试有着重要意义，同时，可以在LCD显示屏上直观显示测试结果，还可以通过串口在其他设备上做二次开发。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于单片机设计的微欧电阻测试模块的电压转换电路的结构示意图；
图2为本发明提出的一种基于单片机设计的微欧电阻测试模块的工作原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种基于单片机设计的微欧电阻测试模块，包括一个电压转换电路和一个analog电路，电压转换电路如图1所示，接通电压转换电路和analog电路，模块的内部自动产生三个档位的恒流源，电流在analog电路中流经被测电阻时，在电阻两端形成电压值，所述的analog电路中还包括24位ADC，即24位模数转换器、MCU微控制器、LCD显示屏以及RS485/232接口。
具体的，所述电阻测试的方式选择开尔文四线连接方式，通过恒流源进行微欧电阻的测量。
具体的，所述的微欧电阻测试模块外挂有一个UART口，所述MCU微控制器通过UART口与核心板扩展的RS485/232接口进行接口通信。
具体的，所述analog电路中还配置有低噪声，高共模抑制比的仪表运放，用于对电压进行放大。
具体的，所述LCD显示屏选用型号为LCD12864的LCD显示屏，具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，显示分辨率为128×64,内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集。
具体的，所述的微欧电阻测试模块的参数包括：工作电压电流：12V1A；测范围量：1uR-2K；恒流源电流：10uA-1A共6个量程；分辨率：1uR；测量精度：20欧以内±1％，20欧-2K可以达到0.1％。
具体的，所述模块内部自动产生的三个档位的恒流源分别为UA级别恒流源、MA级别恒流源以及A级别恒流源。
具体的，所述MCU微控制器为STARM32位Cortex-M3单片机，最高工作频率72MHz，单周期乘法和除法器，内部SRAM64K字节，具有2路I2C接口，支持SMBus/PMBus。
具体的，所述的微欧电阻测试模块经24位ADC采集后，将电压数据传递至MUC控制器中，由MUC控制器提供调试指令。
具体的，所述LCD显示屏用于显示测试的恒流源电流大小以及被测电阻阻值。
实施例二：
一种基于单片机设计的微欧电阻测试模块，包括一个电压转换电路和一个analog电路，电压转换电路如图1所示，接通电压转换电路和analog电路，模块的内部自动产生三个档位的恒流源，电流在analog电路中流经被测电阻时，在电阻两端形成电压值，所述的analog电路中还包括24位ADC，即24位模数转换器、MCU微控制器、LCD显示屏以及RS485接口。
具体的，所述电阻测试的方式选择开尔文四线连接方式，通过恒流源进行微欧电阻的测量。
具体的，所述的微欧电阻测试模块外挂有一个UART口，所述MCU微控制器通过UART口与核心板扩展的RS485接口进行接口通信。
具体的，所述analog电路中还配置有低噪声，高共模抑制比的仪表运放，用于对电压进行放大。
具体的，所述LCD显示屏选用型号为LCD12864的LCD显示屏，具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，显示分辨率为128×64,内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集。
具体的，所述的微欧电阻测试模块的参数包括：工作电压电流：12V1A；测范围量：1uR-2K；恒流源电流：10uA-1A共6个量程；分辨率：1uR；测量精度：20欧以内±1％，20欧-2K可以达到0.1％。
具体的，所述模块内部自动产生的三个档位的恒流源分别为UA级别恒流源、MA级别恒流源以及A级别恒流源。
具体的，所述MCU微控制器为STARM32位Cortex-M3单片机，最高工作频率72MHz，单周期乘法和除法器，内部SRAM64K字节，具有2路I2C接口，支持SMBus/PMBus。
具体的，所述的微欧电阻测试模块经24位ADC采集后，将电压数据传递至MUC控制器中，由MUC控制器提供调试指令。
具体的，所述LCD显示屏用于显示测试的恒流源电流大小以及被测电阻阻值。
实施例三：
一种基于单片机设计的微欧电阻测试模块，包括一个电压转换电路和一个analog电路，电压转换电路如图1所示，接通电压转换电路和analog电路，模块的内部自动产生三个档位的恒流源，电流在analog电路中流经被测电阻时，在电阻两端形成电压值，所述的analog电路中还包括24位ADC，即24位模数转换器、MCU微控制器、LCD显示屏以及RS232接口。
具体的，所述电阻测试的方式选择开尔文四线连接方式，通过恒流源进行微欧电阻的测量。
具体的，所述的微欧电阻测试模块外挂有一个UART口，所述MCU微控制器通过UART口与核心板扩展的RS232接口进行接口通信。
具体的，所述LCD显示屏选用型号为LCD12864的LCD显示屏，具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，显示分辨率为128×64,内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集。
具体的，所述的微欧电阻测试模块的参数包括：工作电压电流：12V1A；测范围量：1uR-2K；恒流源电流：10uA-1A共6个量程；分辨率：1uR；测量精度：20欧以内±1％，20欧-2K可以达到0.1％。
具体的，所述模块内部自动产生的三个档位的恒流源分别为UA级别恒流源、MA级别恒流源以及A级别恒流源。
具体的，所述MCU微控制器为STARM32位Cortex-M3单片机，最高工作频率72MHz，单周期乘法和除法器，内部SRAM64K字节，具有2路I2C接口，支持SMBus/PMBus。
请参阅图2，所述的微欧电阻测试模块由电流采集再经24位ADC采集后，将数据传递至MUC控制器中，由MUC控制器提供调试指令，传递给单片机单元，由单片机单元进行驱动控制，反馈给恒流源用于正常设备运行。
其中，所述微欧电阻测试模块上的analog电路中还配置有低噪声，高共模抑制比的仪表运放，用于对电压进行放大。
其中，所述的微欧电阻测试模块由电流采集再经24位ADC采集后，向微欧电阻测试模块中输入参考电压与参考时钟的标准参数值，用于该微欧电阻测试模块进行测试对比。
具体的，所述LCD显示屏用于显示测试的恒流源电流大小以及被测电阻阻值。
本发明的测试原理为：模块内部产生多个档位的恒流源，在测量电阻时，电流流入被测电阻，该电流在被测物体上产生相应的电压值，这个电压经运放处理，通过24位ADC采集给到MCU微控制器，并且整个测试通过开尔文4线法进行测试，保证其测试精度最高。
本发明的有益效果是：该基于单片机设计的微欧电阻测试模块，体积较小，操作简单，使用方便，可以精准的测量微欧级电阻，对一些稀有材质阻值测试有着重要意义，同时，可以在LCD显示屏上直观显示测试结果，还可以通过串口在其他设备上做二次开发。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种基于单片机设计的微欧电阻测试模块，其特征在于，包括一个电压转换电路和一个analog电路，接通电压转换电路和analog电路，模块的内部自动产生三个档位的恒流源，电流在analog电路中流经被测电阻时，在电阻两端形成电压值，所述的analog电路中还包括24位ADC，即24位模数转换器、MCU微控制器、LCD显示屏以及RS485/232接口。
2.根据权利要求1所述的一种基于单片机设计的微欧电阻测试模块，其特征在于，所述电阻测试的方式选择开尔文四线连接方式，通过恒流源进行微欧电阻的测量。
3.根据权利要求1所述的一种基于单片机设计的微欧电阻测试模块，其特征在于，所述的微欧电阻测试模块外挂有一个UART口，所述MCU微控制器通过UART口与核心板扩展的RS485/232接口进行接口通信。
4.根据权利要求1所述的一种基于单片机设计的微欧电阻测试模块，其特征在于，所述analog电路中还配置有低噪声，高共模抑制比的仪表运放，用于对电压进行放大。
5.根据权利要求1所述的一种基于单片机设计的微欧电阻测试模块，其特征在于，所述LCD显示屏选用型号为LCD12864的LCD显示屏，具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，显示分辨率为128×64,内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集。
6.根据权利要求1所述的一种基于单片机设计的微欧电阻测试模块，其特征在于，所述的微欧电阻测试模块的参数包括：工作电压电流：12V1A；测范围量：1uR-2K；恒流源电流：10uA-1A共6个量程；分辨率：1uR；测量精度：20欧以内±1％，20欧-2K可以达到0.1％。
7.根据权利要求1所述的一种基于单片机设计的微欧电阻测试模块，其特征在于，所述模块内部自动产生的三个档位的恒流源分别为UA级别恒流源、MA级别恒流源以及A级别恒流源。
8.根据权利要求1所述的一种基于单片机设计的微欧电阻测试模块，其特征在于，所述MCU微控制器为STARM32位Cortex-M3单片机，最高工作频率72MHz，单周期乘法和除法器，内部SRAM64K字节，具有2路I2C接口，支持SMBus/PMBus。
9.根据权利要求1所述的一种基于单片机设计的微欧电阻测试模块，其特征在于，所述的微欧电阻测试模块经24位ADC采集后，将电压数据传递至MUC控制器中，由MUC控制器提供调试指令。
10.根据权利要求5所述的一种基于单片机设计的微欧电阻测试模块，其特征在于，所述LCD显示屏用于显示测试的恒流源电流大小以及被测电阻阻值。
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