CN206531898U - 一种基于运放技术的精密电阻测量电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电量检测领域，特别是涉及一种精密电阻测量电路。电路由满度电压调节电路、电压信号跟随器、量程选择电路、反相比例放大器和输出限幅保护电路构成。满度电压调节电路由限流电阻和稳压管组成稳定的满度信号电源，电位器和电阻组成满度电压调节；电压信号跟随器由高速运放IC1组成；量程选择电路由单刀双掷开关、电阻量程电阻组成；反相比例放大器由高输入阻抗运放IC2组成；输出限幅保护电路由整流二极管、稳压管、限流电阻组成；Rx为被测电阻接在IC2的反相输入2脚和输出端6脚，被测电阻Rx的阻值与IC2的6脚输出电压Usc线性相关。本实用新型电路通过测量运放输出电压的值来测量电阻的值。
Description
技术领域
本实用新型涉及电量检测领域，特别是涉及一种精密电阻测量电路。
背景技术
电阻是电子器件中使用频率最高的器件之一，电阻也是电子电路中使用最普遍的器件之一，电阻的精度直接影响到电子电路的性能，所以电阻的测量也是电子器件中比较频繁且实用的测量。
在生活、实验和工程实践中对于电阻测量的精度不高，是个需要克服的问题，测量电阻的方法有很多种，如欧姆表法、伏－安法等，目前的电阻测量仪大多采用欧姆法。与此同时，电阻测量分小电阻测量与大电阻测量，小电阻测量施加电流源，大电阻测量施加电压源。但它们多数都不同程度地受电表精度和接入误差的影响，从而使测量精度受到影响。
本实用新型运用二片运算放大器，利用运算放大器的电压放大倍数与外接电阻的关系原理构建一种实用精密电阻测量电路。
实用新型内容
本实用新型所采用的技术方案是：
一种基于运放技术的精密电阻测量电路由满度电压调节电路、电压信号跟随器、量程选择电路、反相比例放大器和输出限幅保护电路构成。
满度电压调节电路由+12V电源串接限流电阻R1和稳压管D1/5.1V组成稳定的满度信号电源，稳压管的5.1V串接多圈电位器RP1/10K和电阻R2/1K组成满度电压调节，电位器可调端输出1V电压给运放IC1同相端输入3脚。
电压信号跟随器由IC1/高速运放μA741组成，IC1的反相输入2脚与输出端6脚短接，多圈电位器RP2/22K为IC1的调零电位器，接在IC1的1脚、5脚和4脚。IC1的6脚输出电压记为Usr，接到单刀双掷开关S1。
量程选择电路由单刀双掷开关S1、电阻量程精密电阻R3/1K和电阻量程精密电阻R4/100K组成，单刀双掷开关S1单刀端接IC1的输出端6脚，双掷端切换二个电阻量程电阻R3和R4。电阻R3和R4接到IC2的反相输入端2脚。
反相比例放大器由IC2/高输入阻抗运放LF356、调零电位器RP3/22K、运放反相输入滤波电容C1/0.1μF及同相电阻R6/1K组成，电位器RP3/22K为IC2的调零多圈电位器，接在IC2的1脚、5脚和4脚。IC1的6脚输出电压记为Usc。
输出限幅保护电路由整流二极管D2和D3、稳压管D4/5.1V和D5/5.1V、稳压管D4和D5的限流电阻R5/1K组成，整流二极管D2和D3反关联作为IC2的反相输入端2脚的保护钳位。稳压管D4和D5稳压管反串联作为IC2输出端6脚限幅电路；Rx为被测电阻接在IC2的反相输入2脚和输出端6脚；Rx与IC2的6脚输出电压Usc线性相关。
工作过程是：当S1开关选R3/1K档位时，IC2的反相端输入电阻R3为1K，理想运放的虚短和虚断特性，流过R3及Rx的电流是相等的。由于R3和Usr基本不变，则Rx正比Usc。
本实用新型的有益技术效果是：基于运放的原理，由运放的输出/输入电压与电阻的关系，通过测量运放输出电压的值来测量电阻的值。
附图说明
附图1是电阻测量原理框图。
附图2是基于运放技术的精密电阻测量电路。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型电路的具体实施方式做进一步说明。
由R1和D1稳压管将电源电压12V稳定为5.1V，R1为稳压管的限流电阻，降压约(12-5.1)＝6.9V；再由RP1和R2组成可调的电压Usr＝1V，由于IC1为电压跟随器，使输出电压Usr与同相端电压相等，所以只要调节RP1可改变IC1输出电压Usr。
当S1开关选R3/1K档位时，IC2的反相端输入电阻R3为1K，理想运放的虚短和虚断特性，流过R3及Rx的电流是相等的。
R0为表头内阻，很大，所以
由于R3和Usr基本不变，则Rx正比Usc。
尽管IC1和IC2都是同管脚的运放，但由于LF356的输入电阻远大于uA741，所以不能混淆，否则会影响精度。
当S1开关选R4/100K档位时，则被测电阻的量程为100K，同样的方法可以改变R3或R4的电阻可使被测量程改变，如果使用单刀多掷开关，增加不同的IC2输入电阻，可使被测电阻的量程扩展多档。
S1为量程选择开关，本实用新型电路是二个量程，根据电路和原理分析可知，只要改变R3或R4就可设计出不同的量程电阻的测量电路。但如果电阻越大，由于IC2输入阻抗有限会产生一定误差，可以通过选择不同的集成电路来实现准确度，也可以通过修正来达到精度的要求。
IC1、IC2的调零主要用于调试时使输入为零时输出电压为零的调整，这个电压调不准对测量精度有影响。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种基于运放技术的精密电阻测量电路，其特征在于，电路由满度电压调节电路、电压信号跟随器、量程选择电路、反相比例放大器和输出限幅保护电路构成；满度电压调节电路由+12V电源串接限流电阻R1和稳压管D1/5.1V组成稳定的满度信号电源，稳压管的5.1V串接多圈电位器RP1/10K和电阻R2/1K组成满度电压调节，电位器可调端输出1V电压给运放IC1同相端输入3脚；电压信号跟随器由IC1/高速运放μA741组成，IC1的反相端输入2脚与输出端6脚短接，多圈电位器RP2/22K为IC1的调零电位器，接在IC1的1脚、5脚和4脚；IC1的6脚输出电压接到单刀双掷开关S1；量程选择电路由单刀双掷开关S1、电阻量程精密电阻R3/1K和电阻量程精密电阻R4/100K组成，单刀双掷开关S1单刀端接IC1的输出端6脚，双掷端切换二个电阻量程电阻R3和R4；电阻R3和R4接到IC2的反相输入端2脚；反相比例放大器由IC2/高输入阻抗运放LF356、调零电位器RP3/22K、运放反相输入滤波电容C1/0.1μF及同相电阻R6/1K组成，电位器RP3/22K为IC2的调零多圈电位器，接在IC2的1脚、5脚和4脚；输出限幅保护电路由整流二极管D2和D3、稳压管D4/5.1V和D5/5.1V、稳压管D4和D5的限流电阻R5/1K组成，整流二极管D2和D3反关联作为IC2的反相输入端2脚的保护钳位；稳压管D4和D5稳压管反串联作为IC2输出端6脚限幅电路；Rx为被测电阻接在IC2的反相输入2脚和输出端6脚；Rx与IC2的6脚输出电压线性相关。
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