CN114371344A - 火工品电阻测量电路和测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供火工品电阻测量电路和测量方法,测量电路包括:多个通道切换模块、压控恒流源模块、微处理器和信号处理模块;每个通道切换模块用于根据所述微处理器输出的控制信号切换相对应的火工品电阻接入所述压控恒流源模块的方向,使信号处理模块采集每个火工品电阻正向接入所述压控恒流源模块的第一压差和每个火工品电阻反向接入所述压控恒流源模块的第二压差;所述微处理器用于根据每个火工品电阻的第一压差和第二压差,测量出每个火工品电阻的目标阻值;其解决了现有技术中的火工品电阻测量电路存在测量精度低的问题,通过正、反两次测量火工品电阻值,从而减小电势影响,提升了火工品电阻的测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域,尤其涉及火工品电阻测量电路和测量方法。
背景技术
火工品电阻的测量是确认火工品工作线路设计参数正确性的最重要测试项目,也是运载火箭电气系统一项重要的测试内容,其阻值的正常与否直接关系到运载火箭能否发射成功。由于火工品属于危险产品,对安全性要求较高,此外对其工作电流有较为严格的要求,不能过大也不能过小。因此,对火工品电阻的测量既要保证测试的准确性,又要保证测试的安全性。
目前,火工品电阻的测量通常采用直流测量法,该方法采用单项直流测试电流进行测量时,其易受到定向干扰电势的影响,降低了火工品电阻的测量精度。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足,本发明的提供的火工品电阻测量电路和测量方法,其解决了现有技术中的火工品电阻测量电路存在测量精度低的问题,通过正、反两次测量火工品电阻值,从而减小电势影响,提升了火工品电阻的测量精度;并且通过多个通道切换模块可以对多个火工品电阻进行快速测量,提高了测量效率。
第一方面,本发明提供一种火工品电阻测量电路,所述测量电路包括:多个通道切换模块、压控恒流源模块、微处理器和信号处理模块;所述压控恒流源模块通过一个通道切换模块与一个火工品电阻相连,每个通道切换模块的控制端与所述微处理器的控制端相连,所述信号处理模块分别与所述压控恒流源模块和所述微处理器相连;所述每个通道切换模块用于根据所述微处理器输出的控制信号切换相对应的火工品电阻接入所述压控恒流源模块的方向,使信号处理模块采集每个火工品电阻正向接入所述压控恒流源模块的第一压差和每个火工品电阻反向接入所述压控恒流源模块的第二压差;所述微处理器用于根据每个火工品电阻的第一压差和第二压差,测量出每个火工品电阻的目标阻值。
可选地,所述测量电路还包括:基准电压源模块,所述基准电压源模块的输入端使用时与第一外部电源相连,所述基准电压源模块的输出端与所述压控恒流源模块的输入端相连,用于为压控恒流源模块提供基准电压。
可选地,所述压控恒流源模块包括:第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一MOS管和电压跟随器;所述第一电阻的第一端与所述基准电压源模块的输出端相连,所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端相连,所述第二电阻的第二端接地;所述电压跟随器的正相输入端与所述第二电阻的第一端相连,所述电压跟随器的反相输入端与所述第三电阻的第一端相连,所述电压跟随器的输出端与所述第一MOS管的栅极相连,所述第三电阻的第二端接地;所述第一MOS管的源极与所述第四电阻的第一端相连,所述第四电阻的第二端与所述第三电阻的第一端相连,所述第一MOS管的漏极与所述第五电阻的第二端相连,所述第五电阻的第一端与第二外部电源相连;其中,所述第四电阻的第一端为所述压控恒流源模块的第一输出端,所述第四电阻的第二端为所述压控恒流源模块的第二输出端,所述第五电阻的第一端为所述压控恒流源模块的第三输出端,所述第五电阻的第二端为所述压控恒流源模块的第四输出端。
可选地,所述基准电压源模块包括:第六电阻、稳压芯片和第一电容;所述第六电阻的第一端与所述第一外部电源相连,所述第六电阻的第二端与所述稳压芯片的阴极相连,所述稳压芯片的阳极接地,所述稳压芯片的参考端与所述第六电阻的第二端相连,所述第一电容的第一端与所述第六电阻的第一端相连,所述第一电容的第二端接地。
可选地,所述通道切换模块包括:第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管和第五MOS管;所述第七电阻的第一端与所述微处理器的第一控制端相连,所述第七电阻的第二端与所述第二MOS管的栅极相连,所述第二MOS管的源极与所述压控恒流源模块的第一输出端相连,所述第八电阻的第一端与所述微处理器的第二控制端相连,所述第八电阻的第二端与所述第三MOS管的栅极相连,所述第三MOS管的源极与所述压控恒流源模块的第二输出端相连,所述第三MOS管的漏极与所述第二MOS管的漏极相连,所述第二MOS管的漏极为所述通道切换模块的第一输出端;所述第九电阻的第一端与所述微处理器的第二控制端相连,所述第九电阻的第二端与所述第四MOS管的栅极相连,所述第四MOS管的源极与所述压控恒流源模块的第一输出端相连,所述第十电阻的第一端与所述微处理器的第一控制端相连,所述第十电阻的第二端与所述第五MOS管的栅极相连,所述第五MOS管的源极与所述压控恒流源模块的第二输出端相连,所述第五MOS管的漏极与所述第四MOS管的漏极相连,所述第四MOS 管的漏极为所述通道切换模块的第二输出端。
可选地,所述通道切换模块还包括:第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和第十四电阻;所述第十一电阻的第一端与所述第七电阻的第二端相连,所述第十一电阻的第二端接地,所述第十二电阻的第一端与所述第八电阻的第二端相连,所述第十二电阻的第二端接地,所述第十三电阻的第一端与所述第九电阻的第二端相连,所述第十三电阻的第二端接地,所述第十四电阻的第一端与所述第十电阻的第二端相连,所述第十四电阻的第二端接地。
可选地,所述信号处理模块包括:电压采集电路,所述电压采集电路的第一输入端与所述压控恒流源模块的第一输出端相连,所述电压采集电路的第二输入端与所述压控恒流源模块的第二输出端相连,用于采集火工品电阻两端的电压差;模数转换模块,所述模数转换模块的第一输入端与所述压控恒流源模块的第三输出端相连,所述模数转换模块的第二输入端与所述压控恒流源模块的第四输出端相连,所述模数转换模块的第三输入端与所述电压采集电路的输出端相连,所述模数转换模块的输出端与所述微处理器相连,用于将模拟信号转换成数字信号。
可选地,所述电压采集电路包括:第十五电阻、第十六电阻、第二电容和放大芯片;
所述第十五电阻的第一端与所述压控恒流源模块的第一输出端相连,所述第十五电阻的第二端与所述放大芯片的第一输入端相连,所述第十六电阻的第一端与所述压控恒流源模块的第二输出端相连,所述第十六电阻的第二端与所述放大芯片的第二输入端相连,所述第二电容的第一端与所述第十五电阻的第二端相连,所述第二电容的第二端与所述第十六电阻的第二端相连。
可选地,所述电压采集电路还包括:第三电容和第四电容;所述第三电容的第一端与所述第十六电阻的第二端相连,所述第三电容的第二端接待,所述第四电容的第一端接地,所述第四电容的第二端与所述第十五电阻的第二端相连。
第二方面,本发明提供一种火工品电阻的测量方法,应用于火工品电阻测量电路,所述测量方法包括:微处理器发送第一控制信号到通道切换模块,使所述通道切换模块切换所述火工品电阻正向接入压控恒流源模块的输出端;信号处理模块采集所述火工品电阻两端的第一压差;微处理器发送第二控制信号到通道切换模块,使所述通道切换模块切换所述火工品电阻反向接入所述压控恒流源模块的输出端;信号处理模块采集所述火工品电阻两端的第二压差;微处理器根据所述第一压差和所述第二压差,测量出所述火工品电阻的目标阻值。
相比于现有技术,本发明具有如下有益效果:
本发明通过通道切换模块切换所述火工品电阻接入所述压控恒流源模块的方向,使信号处理模块采集到所述火工品电阻正向接入所述压控恒流源模块的第一压差和所述火工品电阻反向接入所述压控恒流源模块的第二压差,所述微处理器再根据所述第一压差和所述第二压差,测量出所述火工品电阻的目标阻值;因此,本发明通过正、反两次测量火工品电阻值,从而减小电势影响,提升了火工品电阻的测量精度;并且通过多个通道切换模块可以对多个火工品电阻进行快速测量,提高了测量效率。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明实施例提供的一种火工品电阻测量电路的结构示意图;
图2所示为本发明实施例提供的另一种火工品电阻测量电路的结构示意图;
图3所示为本发明实施例提供的一种DAC模块的电路示意图;
图4所示为本发明实施例提供的一种火工品电阻的测量方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。本发明实例中相同标号的功能单元具有相同和相似的结构和功能。
第一方面,本发明提供一种火工品电阻测量电路,如图1所示,所述火工品电阻测量电路100具体包括:
通道切换模块110、压控恒流源模块120、微处理器130和信号处理模块140;
所述压控恒流源模块120通过通道切换模块110与火工品电阻相连,所述通道切换模块110的控制端与所述微处理器130的控制端相连,所述信号处理模块140分别与所述压控恒流源模块120和所述微处理器130相连;
所述通道切换模块110用于根据所述微处理器130输出的控制信号切换所述火工品电阻接入所述压控恒流源模块120的方向,使信号处理模块140采集到所述火工品电阻正向接入所述压控恒流源模块120的第一压差和所述火工品电阻反向接入所述压控恒流源模块 120的第二压差;
所述微处理器130用于根据所述第一压差和所述第二压差,测量出所述火工品电阻的目标阻值。
需要说明的是,本实施例中的压控恒流源模块120用于为火工品电阻测量提供精确的测量电流,所述微处理器130用于发送第一控制信号到所述通道切换模块110中,使所述通道切换模块110切换所述火工品电阻正向接入所述压控恒流源模块120的输出端;所述微处理器130还用于发送第二控制信号到所述通道切换模块110中,使所述通道切换模块110切换所述火工品电阻反向接入所述压控恒流源模块120的输出端,其中所述火工品电阻正向接入所述压控恒流源模块120的输出端包括所述火工品电阻的第一端与所述压控恒流源模块120的第一输出端相连以及所述火工品电阻的第二端与所述压控恒流源模块120 的第二输出端相连,所述火工品电阻反向接入所述压控恒流源模块120的输出端包括所述火工品电阻的第一端与所述压控恒流源模块120的第二输出端相连以及所述火工品电阻的第二端与所述压控恒流源模块120的第一输出端相连。
在本实施例中,所述信号处理模块140用于采集所述火工品电阻正向接入所述压控恒流源模块120的第一压差和所述火工品电阻正向接入所述压控恒流源模块120的第二压差,使所述微处理器130将所述第一压差和所述第二压差带入预设的模型算法中测量出两个电阻值,再对所述两个电阻进行滤波处理,得到所述火工品电阻的目标阻值。
相比于现有技术,本发明具有如下有益效果:
本发明通过通道切换模块切换所述火工品电阻接入所述压控恒流源模块的方向,使信号处理模块采集到所述火工品电阻正向接入所述压控恒流源模块的第一压差和所述火工品电阻反向接入所述压控恒流源模块的第二压差,所述微处理器再根据所述第一压差和所述第二压差,测量出所述火工品电阻的目标阻值;因此,本发明通过正、反两次测量火工品电阻值,从而减小电势影响,提升了火工品电阻的测量精度;并且通过多个通道切换模块可以对多个火工品电阻进行快速测量,提高了测量效率。
在本发明的另一个实施例中,如图2所示,所述测量电路还包括:
基准电压源模块150,所述基准电压源模块150的输入端使用时与第一外部电源相连,所述基准电压源模块150的输出端与所述压控恒流源模块120的输入端相连,用于为压控恒流源模块120提供基准电压。所述基准电压源模块150包括:第六电阻R6、稳压芯片 U2和第一电容C1;所述第六电阻R6的第一端与所述第一外部电源相连,所述第六电阻 R6的第二端与所述稳压芯片U2的阴极相连,所述稳压芯片U2的阳极接地,所述稳压芯片U2的参考端与所述第六电阻R6的第二端相连,所述第一电容C1的第一端与所述第六电阻R6的第一端相连,所述第一电容C1的第二端接地。
在本实施例中,所述压控恒流源模块120包括:第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一MOS管Q1和电压跟随器U2;所述第一电阻 R1的第一端与所述基准电压源模块150的输出端相连,所述第一电阻R1的第二端与所述第二电阻R2的第一端相连,所述第二电阻R2的第二端接地;所述电压跟随器U2的正相输入端与所述第二电阻R2的第一端相连,所述电压跟随器U2的反相输入端与所述第三电阻R3的第一端相连,所述电压跟随器U2的输出端与所述第一MOS管Q1的栅极相连,所述第三电阻R3的第二端接地;所述第一MOS管Q1的源极与所述第四电阻R4的第一端相连,所述第四电阻R4的第二端与所述第三电阻R3的第一端相连,所述第一MOS管 Q1的漏极与所述第五电阻R5的第二端相连,所述第五电阻R5的第一端与第二外部电源相连;其中,所述第四电阻R4的第一端为所述压控恒流源模块120的第一输出端,所述第四电阻R4的第二端为所述压控恒流源模块120的第二输出端,所述第五电阻R5的第一端为所述压控恒流源模块120的第三输出端,所述第五电阻R5的第二端为所述压控恒流源模块120的第四输出端。
需要说明的是,在本实施例中的第一外部电源VCC_5V通过稳压芯片TL431降为2.5V 参考电压,通过第一电阻R1和第二电阻R2电阻分压后获得0.4237V电压注入到电压跟随器MS1112V的同相输入端,根据虚短MS1112V反向输入端的电压等于同相输入端0.4237V电压,这个电压施加于第三电阻R3上产生一个约1.08mA电流,这个电流就是设定的恒流电源,具体计算为:
VP=VCC_+5V/(R1+R2)*R5=5V/(49k+10k)*10k≈0.4237V,
Vr3=VP=0.4237V,Ir3=Vr3/R3=0.4237V/390R≈1.08mA。
在本实施例中,压控恒流源模块中的电压跟随器和第一MOS管的自动调节,可以使火工品电阻在接入和未接入所述压控恒流源模块的输出端时,流过第三电阻的电流都相同。
如图3所示,在本实施例中,所述通道切换模块110包括:第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4 和第五MOS管Q5;所述第七电阻R7的第一端与所述微处理器的第一控制端相连,所述第七电阻R7的第二端与所述第二MOS管Q2的栅极相连,所述第二MOS管Q2的源极与所述压控恒流源模块120的第一输出端相连,所述第八电阻R8的第一端与所述微处理器的第二控制端相连,所述第八电阻R8的第二端与所述第三MOS管Q3的栅极相连,所述第三MOS管Q3的源极与所述压控恒流源模块120的第二输出端相连,所述第三MOS管Q3的漏极与所述第二MOS管Q2的漏极相连,所述第二MOS管Q2的漏极为所述通道切换模块110的第一输出端;所述第九电阻R9的第一端与所述微处理器的第二控制端相连,所述第九电阻R9的第二端与所述第四MOS管Q4的栅极相连,所述第四MOS管Q4的源极与所述压控恒流源模块120的第一输出端相连,所述第十电阻R10的第一端与所述微处理器的第一控制端相连,所述第十电阻R10的第二端与所述第五MOS管Q5的栅极相连,所述第五MOS管Q5的源极与所述压控恒流源模块120的第二输出端相连,所述第五MOS 管Q5的漏极与所述第四MOS管Q4的漏极相连,所述第四MOS管Q4的漏极为所述通道切换模块110的第二输出端。
进一步地,所述通道切换模块110还包括:第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13和第十四电阻R14;所述第十一电阻R11的第一端与所述第七电阻R7的第二端相连,所述第十一电阻R11的第二端接地,所述第十二电阻R12的第一端与所述第八电阻R8的第二端相连,所述第十二电阻R12的第二端接地,所述第十三电阻R13的第一端与所述第九电阻R9的第二端相连,所述第十三电阻R13的第二端接地,所述第十四电阻 R14的第一端与所述第十电阻R10的第二端相连,所述第十四电阻R14的第二端接地。
需要说明的是,在对单路火工品电阻进行测量时,火工品电阻两端通过测试线缆接于通道切换模块110的第一输出端Vo1和第一输出端Vo2。微处理器控制通道切换模块110的具体过程为:(1)微处理器的第一控制端Ctr1输出高电平信号,微处理器的第二控制端Ctr2输出低电平信号,此时第二MOS管Q2和第五MOS管Q5导通,第三MOS管Q3 和第四MOS管Q4截止,恒流驱动电流从压控恒流源模块120的第一输出端V1输出,通过第二MOS管Q2流经火工品电阻的第一端和第二端,再通过第五MOS管Q5回地,此时信号处理模块采集到的火工品电阻两端的压差为火工品电阻正向接入所述压控恒流源模块120的第一压差,再将所述第一压差输入计算公式中算出火工品正向供电的电阻值; (2)微处理器的第一控制端Ctr1输出低电平信号,微处理器的第二控制端Ctr2输出高电平信号,此时第二MOS管Q2和第五MOS管Q5截止,第三MOS管Q3和第四MOS管 Q4导通,恒流驱动电流从压控恒流源模块120的第二输出端V2输出,通过第三MOS管 Q3流经火工品电阻的第一端和第二端,再通过第四MOS管Q4回地,此时信号处理模块采集到的火工品电阻两端的压差为火工品电阻反向接入所述压控恒流源模块120的第二压差,再将所述第二压差输入计算公式中算出火工品反向供电的电阻值;(3)微处理器再将两次的电阻值求平均数即算出火工品电阻的目标阻值。
在本实施例中,所述信号处理模块140包括:电压采集电路141,所述电压采集电路141的第一输入端与所述压控恒流源模块120的第一输出端相连,所述电压采集电路141 的第二输入端与所述压控恒流源模块120的第二输出端相连,用于采集火工品电阻两端的电压差;
模数转换模块142,所述模数转换模块142的第一输入端与所述压控恒流源模块120 的第三输出端相连,所述模数转换模块142的第二输入端与所述压控恒流源模块120的第四输出端相连,所述模数转换模块142的第三输入端与所述电压采集电路141的输出端相连,所述模数转换模块142的输出端与所述微处理器相连,用于将模拟信号转换成数字信号。
在本实施例中,所述电压采集电路141包括:第十五电阻R15、第十六电阻R16、第二电容C2和放大芯片;所述第十五电阻R15的第一端与所述压控恒流源模块120的第一输出端相连,所述第十五电阻R15的第二端与所述放大芯片的第一输入端相连,所述第十六电阻R16的第一端与所述压控恒流源模块120的第二输出端相连,所述第十六电阻R16 的第二端与所述放大芯片的第二输入端相连,所述第二电容C2的第一端与所述第十五电阻R15的第二端相连,所述第二电容C2的第二端与所述第十六电阻R16的第二端相连。
在本实施例中,所述电压采集电路141还包括:第三电容C3和第四电容C4;所述第三电容C3的第一端与所述第十六电阻R16的第二端相连,所述第三电容C3的第二端接待,所述第四电容C4的第一端接地,所述第四电容C4的第二端与所述第十五电阻R15 的第二端相连。
需要说明的是,基准电压源模块为压控恒流源模块提供精确恒流电流控制,为外部被测火工品电阻提供固定测试电流,通过信号处理模块得到流经火工品电阻的电流及其产生的电压,通过模数转换模块将模拟信号量化为数字信号并传输给微处理器模块。微处理器模块根据欧姆定律R=U/I,并加入滤波算法算出被测火工品电阻。该电路主要由基准电压源模块、压控恒流源模块、基准电压源模块、信号处理模块、微处理器模块5部分组成。在此基础上衍生了通道切换模块,通过通道切换模块可对多个火工品电阻进行快速测量。各模块具体功能为:(1)压控恒流源模块:选用压控恒流源方案,通过运放+MOS管的电路组合实现高精度恒流,为火工品电阻测量提供精确的测量电流;(2)基准电压源模块:选用高精度并联输出型基准电压芯片及外围电路,得到精确基准电压,为恒流源提供稳定的电压基准;(3)信号处理模块包括电压采集电路和模数转换模块,由于火工品电阻值较小,约为1Ω,若恒流电流为1mA,则信号电压约为1mV;如此小的信号直接通过模数转换模块采集信号,其引入很大量化误差,降低测量精度,通过电压采集电路可以极大放大1mV信号,减小模数转换模块量化误差,提升测量精度。模数转换模块:用于信号量化转化,将模拟信号转换为数字信号。(4)微处理器:通过I2C接口接收模数转换模块采集的数据,并通过一定解算方法实现火工品电阻值测量。(5)通道切换模块:通过通道切换对火工品电阻实现正、反向测试。在单路测量的基础上增加通道切换模块,并利用分时复用测量技术,具备了多路火工品电阻的测量能力。
第二方面,本发明提供一种火工品电阻的测量方法,应用于上述实施例所述的火工品电阻测量电路,如图4所示,所述测量方法具体包括以下步骤:
步骤S101,微处理器发送第一控制信号到通道切换模块,使所述通道切换模块切换所述火工品电阻正向接入所述压控恒流源模块的输出端;
步骤S102,信号处理模块采集所述火工品电阻两端的第一压差;
步骤S103,微处理器发送第二控制信号到通道切换模块,使所述通道切换模块切换所述火工品电阻反向接入所述压控恒流源模块的输出端;
步骤S104,信号处理模块采集所述火工品电阻两端的第二压差;
步骤S105,微处理器根据所述第一压差和所述第二压差,测量出所述火工品电阻的目标阻值。
在本实施例中,所述测量方法还包括端口初始化、校零、数据采集、数据处理、数据传输几个流程。端口初始化:系统首先对微处理器进行初始化,涉及I/O口、I2C接口;校零:通过模数转换模块采集恒流源各信号电压值计算当前实际的恒流电流值,并将计算的恒流电流值保存,待测量时代入算法计算。数据采集:利用I2C接口接收模数转换模块采集的数据,并根据协议完成数据解析。数据处理:将解析后的数据利用欧姆定律计算测量的火工品电阻值,并通过滤波算法提高数据精度。数据传输:通过TTL串口接口将测量数据导出或传给系统其他微处理器进行处理。
在本实施例中,微处理器根据所述第一压差和所述第二压差,测量出所述火工品电阻的目标阻值具体以下步骤:
(1)根据压控恒流源模块的第三输出端的第三输出电压V3和第四输出端的第四输出电压V4,得到流过第五电阻R5的驱动电流Ir5,其中Ir5=(V3-V4)/R5。
(2)根据压控恒流源模块的第一输出端的第一输出电压V1和第二输出端的第二输出电压V2,得到流过第四电阻R4和火工品电阻RL的电流之和Ir4l,其中Ir4l=(V1-V2)/R`,R`=R4//RL。
(3)根据压控恒流源模块的驱动原理,则Ir5=Ir4l=(V3-V4)/R5=(V1-V2)/R`,因此可计算出火工品电阻RL的阻值。
需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种火工品电阻测量电路,其特征在于,所述测量电路包括:
多个通道切换模块、压控恒流源模块、微处理器和信号处理模块;
所述压控恒流源模块通过一个通道切换模块与一个火工品电阻相连,每个通道切换模块的控制端与所述微处理器的控制端相连,所述信号处理模块分别与所述压控恒流源模块和所述微处理器相连;
所述每个通道切换模块用于根据所述微处理器输出的控制信号切换相对应的火工品电阻接入所述压控恒流源模块的方向,使信号处理模块采集每个火工品电阻正向接入所述压控恒流源模块的第一压差和每个火工品电阻反向接入所述压控恒流源模块的第二压差;
所述微处理器用于根据每个火工品电阻的第一压差和第二压差,测量出每个火工品电阻的目标阻值。
2.如权利要求1所述的火工品电阻测量电路,其特征在于,所述测量电路还包括:
基准电压源模块,所述基准电压源模块的输入端使用时与第一外部电源相连,所述基准电压源模块的输出端与所述压控恒流源模块的输入端相连,用于为压控恒流源模块提供基准电压。
3.如权利要求2所述的火工品电阻测量电路,其特征在于,所述压控恒流源模块包括:
第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一MOS管和电压跟随器;
所述第一电阻的第一端与所述基准电压源模块的输出端相连,所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端相连,所述第二电阻的第二端接地;
所述电压跟随器的正相输入端与所述第二电阻的第一端相连,所述电压跟随器的反相输入端与所述第三电阻的第一端相连,所述电压跟随器的输出端与所述第一MOS管的栅极相连,所述第三电阻的第二端接地;
所述第一MOS管的源极与所述第四电阻的第一端相连,所述第四电阻的第二端与所述第三电阻的第一端相连,所述第一MOS管的漏极与所述第五电阻的第二端相连,所述第五电阻的第一端与第二外部电源相连;
其中,所述第四电阻的第一端为所述压控恒流源模块的第一输出端,所述第四电阻的第二端为所述压控恒流源模块的第二输出端,所述第五电阻的第一端为所述压控恒流源模块的第三输出端,所述第五电阻的第二端为所述压控恒流源模块的第四输出端。
4.如权利要求2所述的火工品电阻测量电路,其特征在于,所述基准电压源模块包括:
第六电阻、稳压芯片和第一电容;
所述第六电阻的第一端与所述第一外部电源相连,所述第六电阻的第二端与所述稳压芯片的阴极相连,所述稳压芯片的阳极接地,所述稳压芯片的参考端与所述第六电阻的第二端相连,所述第一电容的第一端与所述第六电阻的第一端相连,所述第一电容的第二端接地。
5.如权利要求3所述的火工品电阻测量电路,其特征在于,所述通道切换模块包括:
第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管和第五MOS管;
所述第七电阻的第一端与所述微处理器的第一控制端相连,所述第七电阻的第二端与所述第二MOS管的栅极相连,所述第二MOS管的源极与所述压控恒流源模块的第一输出端相连,所述第八电阻的第一端与所述微处理器的第二控制端相连,所述第八电阻的第二端与所述第三MOS管的栅极相连,所述第三MOS管的源极与所述压控恒流源模块的第二输出端相连,所述第三MOS管的漏极与所述第二MOS管的漏极相连,所述第二MOS管的漏极为所述通道切换模块的第一输出端;
所述第九电阻的第一端与所述微处理器的第二控制端相连,所述第九电阻的第二端与所述第四MOS管的栅极相连,所述第四MOS管的源极与所述压控恒流源模块的第一输出端相连,所述第十电阻的第一端与所述微处理器的第一控制端相连,所述第十电阻的第二端与所述第五MOS管的栅极相连,所述第五MOS管的源极与所述压控恒流源模块的第二输出端相连,所述第五MOS管的漏极与所述第四MOS管的漏极相连,所述第四MOS管的漏极为所述通道切换模块的第二输出端。
6.如权利要求5所述的火工品电阻测量电路,其特征在于,所述通道切换模块还包括:
第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和第十四电阻;
所述第十一电阻的第一端与所述第七电阻的第二端相连,所述第十一电阻的第二端接地,所述第十二电阻的第一端与所述第八电阻的第二端相连,所述第十二电阻的第二端接地,所述第十三电阻的第一端与所述第九电阻的第二端相连,所述第十三电阻的第二端接地,所述第十四电阻的第一端与所述第十电阻的第二端相连,所述第十四电阻的第二端接地。
7.如权利要求3所述的火工品电阻测量电路,其特征在于,所述信号处理模块包括:
电压采集电路,所述电压采集电路的第一输入端与所述压控恒流源模块的第一输出端相连,所述电压采集电路的第二输入端与所述压控恒流源模块的第二输出端相连,用于采集火工品电阻两端的电压差;
模数转换模块,所述模数转换模块的第一输入端与所述压控恒流源模块的第三输出端相连,所述模数转换模块的第二输入端与所述压控恒流源模块的第四输出端相连,所述模数转换模块的第三输入端与所述电压采集电路的输出端相连,所述模数转换模块的输出端与所述微处理器相连,用于将模拟信号转换成数字信号。
8.如权利要求7所述的火工品电阻测量电路,其特征在于,所述电压采集电路包括:
第十五电阻、第十六电阻、第二电容和放大芯片;
所述第十五电阻的第一端与所述压控恒流源模块的第一输出端相连,所述第十五电阻的第二端与所述放大芯片的第一输入端相连,所述第十六电阻的第一端与所述压控恒流源模块的第二输出端相连,所述第十六电阻的第二端与所述放大芯片的第二输入端相连,所述第二电容的第一端与所述第十五电阻的第二端相连,所述第二电容的第二端与所述第十六电阻的第二端相连。
9.如权利要求8所述的火工品电阻测量电路,其特征在于,所述电压采集电路还包括:
第三电容和第四电容;
所述第三电容的第一端与所述第十六电阻的第二端相连,所述第三电容的第二端接待,所述第四电容的第一端接地,所述第四电容的第二端与所述第十五电阻的第二端相连。
10.一种火工品电阻的测量方法,其特征在于,应用于权利要求1-9任一项所述的火工品电阻测量电路,所述测量方法包括:
微处理器发送第一控制信号到通道切换模块,使所述通道切换模块切换所述火工品电阻正向接入压控恒流源模块的输出端;
信号处理模块采集所述火工品电阻两端的第一压差;
微处理器发送第二控制信号到通道切换模块,使所述通道切换模块切换所述火工品电阻反向接入所述压控恒流源模块的输出端;
信号处理模块采集所述火工品电阻两端的第二压差;
微处理器根据所述第一压差和所述第二压差,测量出所述火工品电阻的目标阻值。
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CN202111673321.4A CN114371344A (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 火工品电阻测量电路和测量方法 |
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CN115639408A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-01-24 | 中大智能科技股份有限公司 | 一种高精度土壤电导率自适应监测系统 |
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2021
- 2021-12-31 CN CN202111673321.4A patent/CN114371344A/zh active Pending
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