CN206863126U - 电阻量测系统及电阻量测装置 - Google Patents

Abstract

一种电阻量测系统及电阻量测装置，电阻量测装置包含一电流侦测器、串联的一标准电阻及一探针及一信号处理单元。电流侦测器侦测该输入电流，以产生一正比该输入电流大小的量测电流值。串联的一标准电阻及一探针总成用于供该输入电流流过，该标准电阻根据该输入电流产生一标准电压，该探针总成用于固定该待测金属物件，且受控制以依序量测该待测金属物件的每一待测区，以产生一对应每一待测区的量测电压。信号处理单元接收来自该电流侦测器的该量测电流值、来自该标准电阻的该标准电压及来自该探针总成的该量测电压，且记录该标准电阻的一标准电阻值，并根据该标准电阻值、该标准电压及该量测电压进行运算，以产生一指示每一待测区的量测电阻值。

Description

电阻量测系统及电阻量测装置

技术领域

本实用新型涉及一种量测系统，特别是指一种应用于采用焊接、烧结、镕铸等加工方式形成的金属物件的电阻量测系统。

背景技术

现有采用焊接、烧结、镕铸等加工方式形成的金属物件，若加工不良例如焊点缺陷、砂孔或气孔，即会产生额外的接触电阻，由于其电阻极低一般仅为一欧姆以下，甚至为数毫欧姆(mΩ)，一般三用电表无法准确量测。因此，如何检测出因加工不良所产生的微小电阻是目前的研究方向。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种解决上述问题的电阻量测系统。

本实用新型的电阻量测系统包含一供应电源及一电阻量测装置。

供应电源具有一第一端及一第二端，且用于提供一输入电流。

电阻量测装置电连接该供应电源，且包括一电流侦测器、串联的一标准电阻及一探针总成及一信号处理单元。

电流侦测器用于侦测该输入电流，以产生一正比该输入电流大小的量测电流值。串联的一标准电阻及一探针总成，电连接于该供应电源的第一端与第二端间，用于供该输入电流流过。该标准电阻根据该输入电流产生一标准电压。该探针总成用于固定该待测金属物件，且受控制以依序量测该待测金属物件的每一待测区，以产生一对应每一待测区的量测电压。

信号处理单元电连接该电流侦测器、该标准电阻与该探针总成，以接收来自该电流侦测器的该量测电流值、来自该标准电阻的该标准电压及来自该探针总成的该量测电压，且记录该标准电阻的一标准电阻值，并根据该标准电阻值、该标准电压及该量测电压进行运算，以产生一指示每一待测区的量测电阻值。

该标准电阻具有一电连接该供应电源第一端以接收该输入电流的第一端及一第二端，该探针总成包括：

一第一夹治具，具有多个第一探针及一开关阵列，该多个第一探针分别对应该多个待测区，该开关阵列具有一电连接该标准电阻的第二端的输入端及多个分别电连接该多个第一探针的输出端，且受控制以决定使该输入端与该多个输出端的其中之一呈导通，

一第二夹治具，具有多个第二探针，使该待测金属物件设置于该第一夹治具的该多个第一探针与该第二夹治具的该多个第二探针间。

本实用新型电阻量测系统，还包括一温度量测器，温度量测器电连接该信号处理单元，且黏贴于该待测金属物件，用于量测该待测金属物件以产生一温度量测值，并将该温度量测值输出到该信号处理单元，并根据该温度量测值补偿该标准电阻值。温度补偿后的该标准电阻值如下：

Rst＝Rst0×T/T₀

其中，参数Rst为温度补偿后的该标准电阻值，参数T为该温度量测值，参数T₀为一预设温度，参数Rst0为在该预设温度的该标准电阻值。每一待测区的量测电阻值如下：

R*/Rs＝V2/V1

其中，参数R*为该量测电阻值，参数Rs为该标准电阻值，参数V2为该量测电压，参数V1为该标准电压。

本实用新型的有益效果在于：精确量测待测金属物件的微小电阻。

附图说明

本实用新型的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是本实用新型电阻量测系统的一实施例的一电路图；

图2是该实施例的该待测金属物件的一结构图；

图3是该实施例的第一夹治具的开关阵列的一电路图；

图4是该实施例的一电阻示意图；

图5是该实施例的一信号处理单元的一电路图；及

图6是该实施例的电压选择器与差分放大器的一电路图。

具体实施方式

在本实用新型被详细描述前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。

参阅图1，本实用新型电阻量测系统一实施例，适用于一待测金属物件1，该待测金属物件1具有多个并联的待测区，如图2所示，该待测金属物件1的结构由许多支导电棒13与上下两短路环10、11组成，在制程中若导电棒13与短路环10、11接合不良，例如焊接缺损、砂孔或气孔则其介面就会多出额外电阻，该电阻量测系统包含一供应电源VS及一电阻量测装置2。

供应电源VS具有一第一端21及一第二端22，且用于提供一输入电流。

电阻量测装置2电连接该供应电源VS，且包括一电流侦测器7、串联的一标准电阻3及一探针总成4、一信号处理单元5及一温度量测器6。

电流侦测器7用于侦测该输入电流，以产生一正比该输入电流大小的量测电流值。串联的一标准电阻3及一探针总成4，电连接于该供应电源VS的第一端21与第二端22间，用于供该输入电流流过。该标准电阻3根据该输入电流产生一标准电压，该标准电阻3具有一电连接该供应电源VS的第一端以接收该输入电流的第一端31及第二端32。

该探针总成4用于固定该待测金属物件1，且受控制以依序量测该待测金属物件1的每一待测区，以产生一对应每一待测区的量测电压。该探针总成4包括一第一夹治具41、一第二夹治具42及一控制单元43。

第一夹治具41具有多个第一探针71及一开关阵列61，该多个第一探针71分别对应该多个待测区，如图3所示，该开关阵列61具有一电连接该标准电阻3的第二端32的输入端及多个分别电连接该多个第一探针71的输出端，且受控制以决定使该输入端与该多个输出端的其中之一呈导通，而能选择要测试该多个待测区的哪一区。

第二夹治具42具有多个第二探针72，使该待测金属物件1设置于该第一夹治具41的该多个第一探针71与该第二夹治具42的该多个第二探针72间。

控制单元43电连接该电源供应器21与该电流侦测器7间，用于控制电流输出。

信号处理单元5电连接该电流侦测器7、该标准电阻3与该探针总成4，以接收来自该电流侦测器7的该量测电流值、来自该标准电阻3的该标准电压及来自该探针总成4的该量测电压，且记录该标准电阻3的一标准电阻值，并根据该标准电阻值、该标准电压及该量测电压进行运算，以产生一指示每一待测区的量测电阻值。信号处理单元5根据该量测电流值来判断输入电流是否足够大。其中，每一待测区的量测电阻值如下式：

R*/Rs＝V2/V1

其中，参数R*为该量测电阻值，参数Rs为该标准电阻值，参数V2为该量测电压，参数V1为该标准电压。

如图4所示，现将某一定数量导电棒视为同一群体并联于上下两短路环上。此时控制单元43使供应电源VS提供输入电流，由于输入电流必定走最短路径，因此所量到的量测电压可视为该群组导电棒与短路环总接触电阻所造成。如图3所示，依序控制探头总成输出，即可完成电阻量测，开关阵列61的多个开关分别由信号处理单元5的微处理器MCU控制导通与不导通，使输入电流流经不同区域探针，不同区域探针则与不同区域的待测电阻相连。

温度量测器6电连接该信号处理单元5，且黏贴于该待测金属物件1，用于量测该待测金属物件1以产生一温度量测值，并将该温度量测值输出到该信号处理单元5，并根据该温度量测值补偿该标准电阻值。温度补偿后的该标准电阻值如下式：

Rst＝Rst0×T/T₀

其中，参数Rst为温度补偿后的该标准电阻值，参数T为该温度量测值，参数T₀为一预设温度，参数Rst0为在该预设温度的该标准电阻值。

如图5所示，该信号处理单元5包括一电压选择器51、一差分放大器52，及一微处理器(MCU)53。

该电压选择器51接收该标准电压△V1及对应多个不同待测区的量测电压△V2₁～△V2_N，且受控制选择该标准电压与该多个量测电压(△V2₁～△V2_N)的其中之一输出以作为一选择电压。在本实施例中，该电压选择器51是一开关阵列(switch array)。如图6所示，为电压选择器51与差分放大器52的连接方式。

该差分放大器52电连接该电压选择器51以接收该选择电压，并将该选择电压进行增益放大后输出。

再配合参阅图1及图4，该微控制器53记录该标准电阻3的一电阻值，且电连接该第一夹治具41的该开关阵列61、该电压选择器51及该差分放大器52，以控制该电压选择器51选择该标准电压与该多个量测电压的其中之一输出以作为该选择电压，且接收该放大后的选择电压。在此进一步说明，在本实施例中，标准电压更可定义为△V1n，n＝1～N，△V1n表示在n个不同时间点所量测到的标准电压。该量测电压更可定义为△V2n，n＝1～N，△V2n表示在该待测金属物件1的n个不同待测区所量测到的量测电压。也就是每一待测区的量测电阻值R*/Rs＝(K×△V2n)/(K×△V1n)。参数K为差分放大器的增益。

综上所述，上述实施例具有以下优点：可检测出两短路环与导电棒间的微小电阻值，以作为该待测金属物件1的性能测试依据，且只要输入电流足够大(信杂比一般需20dB以上，若输入电流太小，使量测到的信杂比太低时将会影响量测准度)使得压降的误差在控制范围时，待测金属物件1的电阻与输入电流无关。使用同一差分放大器52，当取样点够多时，其误差可忽略，也就是V＝Vo+Vn，V为量测值，Vo为真实值，Vn为杂讯，假设杂讯为随机平均分布，则当测量N次平均后V＝Vo+Vn/N，只要N过大(数十以上)，误差可降低至可忽略，所以确实能达成本实用新型目的。

以上所述者，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型的范围。

Claims (10)

1.一种电阻量测系统，适用于一待测金属物件，该待测金属物件具有多个并联的待测区，其特征在于:该电阻量测系统包含：

一供应电源，具有一第一端及一第二端，且用于提供一输入电流；

一电阻量测装置，电连接该供应电源，且包括

一电流侦测器，用于侦测该输入电流，以产生一正比该输入电流大小的量测电流值，

串联的一标准电阻及一探针总成，电连接于该供应电源的第一端与第二端间，用于供该输入电流流过，

该标准电阻根据该输入电流产生一标准电压，

该探针总成用于固定该待测金属物件，且受控制以依序量测该待测金属物件的每一待测区，以产生一对应每一待测区的量测电压，

一信号处理单元，电连接该电流侦测器、该标准电阻与该探针总成，以接收来自该电流侦测器的该量测电流值、来自该标准电阻的该标准电压及来自该探针总成的该量测电压，且记录该标准电阻的一标准电阻值，并根据该标准电阻值、该标准电压及该量测电压进行运算，以产生一指示每一待测区的量测电阻值。

2.根据权利要求1所述的电阻量测系统，其特征在于:该标准电阻具有一电连接该供应电源第一端以接收该输入电流的第一端及一第二端，该探针总成包括：

一第一夹治具，具有多个第一探针及一开关阵列，该多个第一探针分别对应该多个待测区，该开关阵列具有一电连接该标准电阻的第二端的输入端及多个分别电连接该多个第一探针的输出端，且受控制以决定使该输入端与该多个输出端的其中之一呈导通，

一第二夹治具，具有多个第二探针，使该待测金属物件设置于该第一夹治具的该多个第一探针与该第二夹治具的该多个第二探针间。

3.根据权利要求1所述的电阻量测系统，其特征在于:还包括：

一温度量测器，电连接该信号处理单元，且黏贴于该待测金属物件，用于量测该待测金属物件以产生一温度量测值，并将该温度量测值输出到该信号处理单元，并根据该温度量测值补偿该标准电阻值。

4.根据权利要求3所述的电阻量测系统，其特征在于:温度补偿后的该标准电阻值如下：

Rst＝Rst0×T/T₀

参数Rst为温度补偿后的该标准电阻值，参数T为该温度量测值，参数T₀为一预设温度，参数Rst0为在该预设温度的该标准电阻值。

5.根据权利要求1所述的电阻量测系统，其特征在于:每一待测区的量测电阻值如下：

R*/Rs＝V2/V1

参数R*为该量测电阻值，参数Rs为该标准电阻值，参数V2为该量测电压，参数V1为该标准电压。

6.一种电阻量测装置，适用于一待测金属物件，该待测金属物件具有多个并联的待测区，该电阻量测装置电连接一供应电源，该供应电源具有一第一端及一第二端，且用于提供一输入电流，其特征在于:该电阻量测装置包含：

一电流侦测器，用于侦测该输入电流，以产生一正比该输入电流大小的量测电流值，

串联的一标准电阻及一探针总成，电连接于该供应电源的第一端与第二端间，用于供该输入电流流过，

该标准电阻根据该输入电流产生一标准电压，

该探针总成用于固定该待测金属物件，且受控制以依序量测该待测金属物件的每一待测区，以产生一对应每一待测区的量测电压，

一信号处理单元，电连接该电流侦测器、该标准电阻与该探针总成，以接收来自该电流侦测器的该量测电流值、来自该标准电阻的该标准电压及来自该探针总成的该量测电压，且记录该标准电阻的一标准电阻值，并根据该标准电阻值、该标准电压及该量测电压进行运算，以产生一指示每一待测区的量测电阻值。

7.根据权利要求6所述的电阻量测装置，其特征在于:该标准电阻具有一电连接该供应电源第一端以接收该输入电流的第一端及一第二端，该探针总成包括：

一第一夹治具，具有多个第一探针及一开关阵列，该多个第一探针分别对应该多个待测区，该开关阵列具有一电连接该标准电阻的第二端的输入端及多个分别电连接该多个第一探针的输出端，且受控制以决定使该输入端与该多个输出端的其中之一呈导通，

一第二夹治具，具有多个第二探针，使该待测金属物件设置于该第一夹治具的该多个第一探针与该第二夹治具的该多个第二探针间。

8.根据权利要求7所述的电阻量测装置，其特征在于:还包括：

一温度量测器，电连接该信号处理单元，且黏贴于该待测金属物件，用于量测该待测金属物件以产生一温度量测值，并将该温度量测值输出到该信号处理单元，并根据该温度量测值补偿该标准电阻值。

9.根据权利要求8所述的电阻量测装置，其特征在于:温度补偿后的该标准电阻值如下：

Rst＝Rst0×T/T₀

其中，参数Rst为温度补偿后的该标准电阻值，参数T为该温度量测值，参数T₀为一预设温度，参数Rst0为在该预设温度的该标准电阻值。

10.根据权利要求6所述的电阻量测装置，其特征在于:每一待测区的量测电阻值如下：

R*/Rs＝V2/V1

其中，参数R*为该量测电阻值，参数Rs为该标准电阻值，参数V2为该量测电压，参数V1为该标准电压。