CN214845485U - 一种mω级电阻阻值的高精度测量电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种MΩ级电阻阻值的高精度测量电路，其特征在于包括串联连接的两个MΩ级测试电阻，待测的MΩ级电阻与所述两个测试电阻之一并联连接，两个电压采集电路分别采集所述两个MΩ级测试电阻两端电压，采集结果提供给计算电路计算待测MΩ级电阻的阻值。本实用新型的电阻测量电路通过分压电路和两路电压采集，可消除线路中干扰，提高可测试的电阻范围，提高测量精度，解决了目前工程化应用中无法测量MΩ级电阻的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于电阻测量技术领域，更具体地，涉及一种MΩ级电阻阻值的高精度测量电路。
背景技术
现有工程化应用中，测量电阻阻值的电路多采用电桥测量，另一种方式是施加激励电压，通过测量电流进行电阻解算。
电桥测量法要求电桥各支臂需平衡，待测电阻与桥路电阻阻值应当大致相当，且要求待测电阻变化范围不能太大，避免测量误差过大。由于目前工程应用中，高精度电阻阻值较小，最大约为1MΩ，故该测量方法只能测量几欧姆至几百千欧姆的电阻，无法测量更大阻值的电阻，且要求被测电阻变化范围较小，否则测量精度将大幅下降。
而在给被测电阻施加激励电压，通过测量电流进行电阻解算的方法中，当被测电阻太大，而激励电压有限时，会造成电路中的电流过小，这样不仅难以采集测量、还容易受到干扰，从而影响测量精度。
实用新型内容
鉴于现有技术的上述问题，本实用新型的目的是提供一种高精度测量MΩ级电阻阻值的电路，以解决目前工程化应用中，无法高精度测量MΩ级电阻的问题。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种高精度测量MΩ级电阻阻值的电路，其特征在于包括串联连接的两个MΩ级测试电阻，待测的MΩ级电阻与所述两个测试电阻之一并联连接，两个电压采集电路分别采集所述两个MΩ级测试电阻两端电压，采集结果提供给计算电路计算待测MΩ级电阻的阻值。
进一步地，在所述高精度测量MΩ级电阻阻值的电路中，所述两个测试电阻两端分别通过一阶低通滤波电路，连接到对应电压采集电路，从而消除电路中的干扰，可进一步提高测量精度。
进一步地，所述两个电压采集电路的输出分别一阶低通滤波电路，提供给计算电路，从而消除电路中的干扰，可进一步提高测量精度。进一步地，可然后分别通过运算放大器提供给计算电路，运算放大器可进行电路中的阻抗匹配，消除共模影响，提高采集稳定性。
所述两个MΩ级测试电阻的阻值优选为1～2MΩ，所述两个MΩ级测试电阻的阻值优选相同，这样计算电路的计算较为简单。
本实用新型的电阻测试电路通过分压电路和两路电压采集，可消除线路中干扰，提高可测试的电阻范围，提高测量精度，可测1MΩ至500MΩ范围内的电阻，精度约为：±0.3％。
附图说明
图1为按照本实用新型的实施例的高精度测量MΩ级电阻阻值的电路原理图。
具体实施方式
下面参考附图，结合具体实施例，更详细的说明本实用新型的高精度测量MΩ级电阻阻值的电路。
本实用新型的电阻测量电路采用分压方式，选取MΩ级的两个高精度测试电阻串联，再将MΩ级的待测电阻与其中一个电阻并联，通过分别测试两个测量电阻上的电压，并进行对比解算，可解算出待测电阻的阻值。通过分别采集测试电阻的电压，可消除线路中不良干扰，提高测量精度。本实用新型通过将待测电阻与测试电阻并联的方式缩小了电压测试范围，提高了可测试的电阻范围，可测1MΩ至500MΩ范围的电阻。
图1为按照本实用新型的实施例的高精度测量MΩ级电阻阻值的电路的原理图。如图所示，RL为待测电阻，电阻测量电路采用分压方式，本例中，选取2MΩ的两个高精度测试电阻R1、R2串联，再将MΩ级的待测电阻RL并联至其中一个电阻R2上。在电路中施加+10V激励电压，则+10V激励电压被分压为两部分，一部分为R1两端电压，另一部分为R2与RL并联的电压。
为了消除电路中干扰，所述两部分电压信号通过一阶低通滤波电路(即RC滤波)后，分别采用仪表用放大器AD620(图中标号分别为N1、N2)进行电压采集。当待测电阻RL阻值在1MΩ～500MΩ范围变化时，放大器N1采集的电压范围为5.01V～7.5V，放大器N2采集的电压范围为2.5V～4.99V，无需进行放大，减少了由放大电阻带来的采集误差。当然，根据情况，放大器N1、N2可以分别设置放大电阻R7、R8，分别放大放大器N1、N2的采集值。相比传统的直接采集电压的方式，选用的AD620仪表用放大器具有高精度、低失调电压和低失调漂移特性及低噪声、低输入偏置电流和低功耗特性，提高了电路的采集精度及稳定性。
信号采集后分别通过RC滤波后进入运算放大器OP200(图中标号分别为N3A、N3C)进行电路中的阻抗匹配，消除共模影响，提高采集稳定性。后续计算电路(未图示)只要根据采集的电压U1和U2，即可解算出待测电阻RL的阻值：RL＝U2/(U1/R1-U2/R2)＝2U2/(2U1-U2)MΩ。
本电路的采集误差由分压电阻、放大电路、滤波电路组成，分压电阻可选用±0.1％精度的高精度电阻，放大电路误差主要为增益误差，此电路中无需进行放大，增益误差约±0.15％，滤波电路误差约±0.25％，因此电阻采集误差约为±0.3％。
本本实用新型提出的电阻测试电路可消除线路中干扰，提高可测试的电阻范围，提高测量精度，可测1MΩ至500MΩ范围内的电阻，精度约为：±0.3％。本实用新型的电路基于目前工程化应用中常见的电阻、芯片进行设计，当测试电阻阻值提高时，该电路可测量的电阻范围将随之提高。
Claims (7)
1.一种MΩ级电阻阻值的高精度测量电路，其特征在于包括串联连接的两个MΩ级测试电阻，待测的MΩ级电阻与所述两个测试电阻之一并联连接，两个电压采集电路分别采集所述两个MΩ级测试电阻两端电压，采集结果提供给计算电路计算待测MΩ级电阻的阻值。
2.按照权利要求1所述的测量电路，其中所述两个测试电阻两端分别通过一阶低通滤波电路，连接到对应的电压采集电路。
3.按照权利要求1或2所述的测量电路，其中所述两个电压采集电路的输出分别通过一阶低通滤波电路，提供给计算电路。
4.按照权利要求3所述的测量电路，其中电压采集电路的输出在分别通过一阶低通滤波电路后，分别通过运算放大器提供给计算电路。
5.按照权利要求1所述的测量电路，其中所述两个MΩ级测试电阻的阻值为1-2MΩ。
6.按照权利要求5所述的测量电路，其中所述两个MΩ级测试电阻的阻值相同。
7.按照权利要求1所述的测量电路，其中所述电压采集电路为仪表用放大器AD620。
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