CN204374723U - 可编程电阻系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可编程电阻系统，包括单片机、连接单片机的上位机、连接单片机的电阻发生器、连接单片机和电阻发生器的电源。此实用新型克服现有技术中可编程电阻中接线复杂，测试范围小，电阻稳定性差的不足，取消了电阻切换的继电器替换为MOS管开关，明显寿命长、稳定性高，且能耗低，成本低，占用面积小，而且可以由上位机输入更改设定值，测量范围大，较之现有技术中的可编程电阻更实用。
Description
技术领域
本实用新型涉及电阻器技术领域，尤其涉及一种可编程电阻系统。
背景技术
可编程电阻是采用电子技术产生可编程设定的稳定的电阻值信号，主要应用于汽车仪表测试台，模拟燃油位及水温传感器信号等，以校准或测试汽车仪表的功能。
现有技术中，可编程电阻方案中主要包括：1.固定电阻方案，即根据仪表测试时需要几个电阻值，就外接几个固定电阻，每增加一个仪表品种，就相应地增加几个电阻，这样测试产生的阻值数量有限，设备内部接线复杂。2.继电器切换实现方案，目前用于航空仪表测试，原理是用继电器切换阻值为8421编码的精密电阻，但因继电器机械触点的寿命有限，电阻稳定性会随着时间产生变化，此方案已有国内专利及论文报道。3.总线板卡形式，采用固定阻值的精密电阻和继电器对不同阻值电阻之间的串并联组合来实现不同阻值输出，但是输出实现方式所占用面积较大，而可编程电阻板卡又存在面积限制，导致单块板卡可编程电阻输出通道的集成度较低。可见随着分辨率和电阻范围越大，则集成度会越来越低，这将导致所需板卡数量的增加，从而增加了系统成本。
发明内容
为了克服现有技术中可编程电阻中接线复杂，测试范围小，电阻稳定性差的不足，本发明提供一种可编程电阻系统。
本发明的技术方案是：一种可编程电阻系统，所述可编程电阻系统包括单片机、连接单片机的上位机、连接单片机的电阻发生器、连接单片机和电阻发生器的电源。
所述上位机输出设定值指令到单片机。所述电阻发生器包括负反馈电路和参考电阻，参考电阻的一端连接负反馈电路，参考电阻的另一端连接公共 地。所述负反馈电路包括运算放大器和MOS管，运算放大器的正输入端口连接单片机，运算放大器的负输入端口连接MOS管的源极，运算放大器的输出端连接MOS管的栅极，MOS管的漏极连接到电源，参考电阻的一端连接MOS管的源极，参考电阻的另一端连接公共地。所述单片机中设有串行口，单片机通过串行口连接上位机。所述单片机中包括数字模拟转换器。
本发明有如下积极效果：1.本实用新型中采用单片机通信及精密运算放大器负反馈技术，此方案与传统继电器实现的方案相比，取消了电阻切换的继电器替换为MOS管开关，明显寿命长、稳定性高，且能耗低。2.本实用新型中设有串行口可以应用于汽车仪表测试台，模拟燃油位及水温传感器信号，以及校准或测试汽车仪表的功能等方面，串行口可以拔插，上位机可以更换使用到汽车仪表测试台、模拟燃油位及水温传感器信号中，安装方便，精度高。3.本实用新型的电路简单，比之现有技术中复杂的电路，成本低，占用面积小，而且可以由上位机输入更改设定值，测量范围大，较之现有技术中的可编程电阻更实用。
附图说明
图1是本实用新型中可编程电阻系统的逻辑框图；
图2是本实用新型中可编程电阻系统的电路图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1、图2所示，一种可编程电阻系统，该系统包括上位机、单片机、电阻发生器和电源，单片机上设有串行口，单片机通过串行口连接上位机，单片机电连接电阻发生器，同时单片机和电阻发生器同时连接到电源。本实用新型中上位机即能够发送指令的控制器，可以是计算机、汽车仪表测试台、 模拟燃油位及水温传感器信号控制器等各个需要稳定可编程电阻信号的控制器中，直接通过串行口连接，拆装方便，使用便捷。
本实用新型中单片机中设有数字模拟转换器，电阻发生器中包括运算放大器、MOS管和参考电阻，运算放大器和MOS管组成负反馈电路，其中参考电阻的一端连接负反馈电路，参考电阻的另一端连接公共地。运算放大器的正输入端口连接单片机的数字模拟转换器上，运算放大器的负输入端口连接MOS管的源极，运算放大器的输出端连接MOS管的栅极，MOS管的漏极和单片机共同连接到电源，参考电阻的一端连接MOS管的源极，参考电阻的另一端连接公共地。
本系统工作时，整个系统由单片机控制，由上位机通过串行口发送指令给单片机，单片机计算出数字模拟转换器(DAC)设定值发送到电阻发生器中，从而产生相应电阻值。工作原理如下：
Ro＝Uin/I(Ro输出电阻，I为流过输出回路的电流，Uin为系统的电源)
I＝UR/Rx＝D*Uin/Rx(D为DAC设定值，取值0至1之间的小数，Rx为参考电阻，UR为MOS管的源极电压)
得出：Ro＝Rx/D
可见输出电阻值Ro为参考电阻Rx与DAC设定值1/D的乘积，如参考电阻Rx为100欧姆，D＝0.5，则输出电阻Ro为200欧姆。
本实用新型中设置了DAC设定值D，由设定值D调节编程电阻的大小，数字模拟转换器中设有设定值D的大小，但是也可以通过上位机输出设定值D的大小，进行调节，从而扩大编程电阻的调节范围，同时也保证了系统的精度。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种可编程电阻系统，其特征在于，所述可编程电阻系统包括单片机、连接单片机的上位机、连接单片机的电阻发生器、连接单片机和电阻发生器的电源。
2.根据权利要求1所述的可编程电阻系统，其特征在于，所述上位机输出设定值指令到单片机。
3.根据权利要求1所述的可编程电阻系统，其特征在于，所述电阻发生器包括负反馈电路和参考电阻，参考电阻的一端连接负反馈电路，参考电阻的另一端连接公共地。
4.根据权利要求3所述的可编程电阻系统，其特征在于，所述负反馈电路包括运算放大器和MOS管，运算放大器的正输入端口连接单片机，运算放大器的负输入端口连接MOS管的源极，运算放大器的输出端连接MOS管的栅极，MOS管的漏极连接到电源，参考电阻的一端连接MOS管的源极，参考电阻的另一端连接公共地。
5.根据权利要求1所述的可编程电阻系统，其特征在于，所述单片机中设有串行口，单片机通过串行口连接上位机。
6.根据权利要求1所述的可编程电阻系统，其特征在于，所述单片机中包括数字模拟转换器。
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2014
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