CN203117280U - 基于stm32的智能四探针测试仪 - Google Patents

基于stm32的智能四探针测试仪 Download PDF

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李海
肖玉梅
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Abstract

一种基于STM32的智能四探针测试仪，包括：四个探针，用以接触被测物并采集数据；模数转换模块，连接四个探针，接收四个探针采集的数据，并将接收到的数据转换为数字量；STM32内核，连接模数转换模块，根据转换后的数据判断并切换量程，并进行数字滤波与运算；I/O设备，连接STM32内核。

Description

基于STM32的智能四探针测试仪
技术领域
本实用新型涉及一种电学数据测试装置，特别涉及一种基于STM32的智能四探针测试仪。
背景技术
四探针测试仪的测试理论已经相当成熟，依据的理论是范德堡原理，采用的是直流四探针测试法，将四根金属探针排成一条直线，利用恒流源给外面的1，4探针通过电流，再从2，3探针上测量出电位差，经过运算得到材料的电阻率(ρ=CV/I，其中C为修正系数)。
将位于同一直线上的4个探针置于一平坦的样品（其尺寸相对于四探针，可被视为无穷大）上，并施加直流电流I于外侧的两个探针上，然后在中间两个探针上用高精度数字电压表测量电压V2,3，则检测位置的电阻率ρ（Ω·cm）为：ρ=CV/I，其中，C为修正系数（cm）。
传统直流四探针测试仪采用51单片机作为控制系统，采用LCD12864液晶芯片作为输出显示。数据采集与处理电路以单片机为核心，通过差分放大电路完成对电压信号放大与滤波后送到单片机，利用专用AD转换芯片或者单片机内部集成的ADC进行A/D转换；再通过程序判断并切换测量量程，直到测量量程合适，再进行数字滤波与运算；最后将电阻、电阻率、方块电阻与选用的量程显示在LCD屏上。传统的51单片机为8为处理器，处理速度慢、处理能力弱、储存容量小；LCD12864是单色的液晶显示屏，51单片机内部没有LCD控制器，大多要进行外扩。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种基于STM32的智能四探针测试仪。该仪器硬件电路简单，有自动切换和自主选择量程的双重功能，同时可以自校准，稳定性好，能和PC机通讯，具有较高的智能水平与推广的价值。
本实用新型通过以下技术方案实现：
一种基于STM32的智能四探针测试仪，包括：
四个探针，用以接触被测物并采集数据；
模数转换模块，连接四个探针，接收所述四个探针采集的数据，并将接收到的数据转换为数字量；
STM32内核，连接模数转换模块，根据模数转换模块转换后的数据判断并切换量程，并进行数字滤波与运算；
I/O设备，连接STM32内核。
较佳的，模数转换模块为AD7135芯片。
较佳的，STM32内核还包括手动设置量程，并进行数字滤波与运算。
较佳的，I/O设备包括：键盘、彩色显示器。
较佳的，还包括测试架，STM32内核设置在测试架上。
附图说明
图1为本实用新型基于STM32的智能四探针测试仪一实施例的框图；
图2为本实用新型基于STM32的智能四探针测试仪的测试方法的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
请参考图1，本实用新型提供的基于STM32的智能四探针测试仪的一实施例。包括：四个探针，用以接触被测物并采集数据；模数转换模块，连接四个探针，接收四个探针采集的数据，并将接收到的数据转换为数字量；STM32内核1，连接模数转换模块2，根据模数转换模块2转换后的数据判断并切换量程，并进行数字滤波与运算；I/O设备，连接STM32内核。
上电后仪器初始化，电压档为2v，电流档为1mA，等待测试架3的启动信号，探针下降接触被测对象，恒流源的电流送往探头模块，这样就从先前指定的1，4两根探针输出想要的恒流，这时需要四根探针和被测对象有良好的接触，使得探针获得另外两根针之间的电压，送给AD7135进行模数转换，转换后的信号送入STM32进行数据处理（数字滤波与运算），最后将处理好的测量结果在彩屏上显示，同时把测量结果以及相应的参数通过串口或者USB上传到PC机进行显示。测量过程中，可以根据被测对象电阻率的大小可以进行电压电流量程的选择，量程的手动切换通过I/O设备实现。
需要说明的是：
模数转换模块采用AD7135芯片，但本实用新型在此并不做限制。
I/O设备包括：键盘、彩色显示器。传统的LCD12864是单色的液晶显示屏，51单片机内部没有LCD控制器，大多要进行外扩，而ARM芯片（STM32）大多把LCD控制器集成到片子当中，控制非常方便，且采用彩屏显示，字体颜色等非常丰富。本实施例中使用STM32代替了传统的51单片机，从而加快处理速度，增加处理能力和存储容量，但本实用新型在此并不做限制。
请参考图2，本实用新型提供的一种基于STM32的智能四探针测试仪的测试方法，包括以下步骤：
S1、四个探针接触被测物并采集数据；
S2、模数转换模块将采集到的数据转换为数字量；
S3、STM32内核根据转换后的数据判断量程是否合适，是则执行S4，否则调整量程，并回到S2；
S4、STM32内核处理数据；
S5、输出结果并停止采样。
以上公开的仅为本申请的一个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于STM32的智能四探针测试仪，其特征在于，包括：
四个探针，用以接触被测物并采集数据；
模数转换模块，连接所述四个探针，接收所述四个探针采集的数据，并将接收到的数据转换为数字量；
STM32内核，连接所述模数转换模块，根据所述模数转换模块转换后的数据判断并切换量程，并进行数字滤波与运算；
I/O设备，连接所述STM32内核。
2.如权利要求1所述的基于STM32的智能四探针测试仪，其特征在于，所述模数转换模块为AD7135芯片。
3.如权利要求1所述的基于STM32的智能四探针测试仪，其特征在于，所述STM32内核还包括手动设置量程，并进行数字滤波与运算。
4.如权利要求1所述的基于STM32的智能四探针测试仪，其特征在于，所述I/O设备包括：键盘、彩色显示器。
5.如权利要求1所述的基于STM32的智能四探针测试仪，其特征在于，还包括测试架，所述STM32内核设置在所述测试架上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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