CN216696463U - 一种电阻值精确测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电阻值精确测量装置，包括壳体、接口、电源、第一路分压电路、第二路分压电路和运算放大器，接口包括贯穿壳体的输入接口和输出接口，输入接口与壳体外部的待检测电阻连接，电源、第一路分压电路、第二路分压电路和运算放大器均设置在壳体内，电源包括稳压电源和供电电源；通过两个并联的第一分压电路和第二分压电路获取差分电压信号，通过运算放大器对微弱差分电压信号进行放大整理后输出，才用输入接口与待检测电阻连接，方便操作，可实现多种材质电阻接入，兼容性更高，稳定性更好，采用分压式差分信号检测处理，抗干扰性强，安全性更高。

Description

一种电阻值精确测量装置

技术领域

本实用新型涉及电子电路设计领域，特别涉及了一种电阻值精确测量装置。

背景技术

在电子电路设计工作中，经常遇到一些需求要对某个功能模块的电阻值进行精确测量，根据相应环境变化对电阻影响的变化量从而计算出对应的环境变化结果。这种测量电路经常用在铂电阻温度传感器，它是利用电阻和温度成一定对应关系来完成对温度的检测，当环境温度升高时，对应的铂电阻的阻值变大;当环境温度降低时，对应的铂电阻的阻值变小。另外这种电路还应该在应变片电阻称重传感器中，它是利用应变片电阻的拉伸，长度变长，横截面积变小，阻值变大;应变片电阻压缩,长度变短，横截面积变大，阻值变小。对于这些需求都需要设计出一种通用电路把这种电阻值的变化量整理放大用于信号的采集与处理。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：不能同时兼容多种电阻式传感器的信号检测模块，使用场合少。

本实用新型提供了一种电阻值精确测量装置，包括壳体、接口、电源、第一路分压电路、第二路分压电路和运算放大器，所述接口包括贯穿所述壳体的输入接口和输出接口，所述输入接口与壳体外部的待检测电阻连接，所述电源、第一路分压电路、第二路分压电路和运算放大器均设置在所述壳体内，所述电源包括稳压电源和供电电源，所述稳压电源与并联的第一分压电路和第二分压电路的一端连接，所述第一分压电路的另一端与所述输入接口的第一端口连接，所述第二分压电路的另一端与所述输入接口的第二端口连接，所述输入接口的第三端口接地，所述第一路分压电路通过第一电阻与所述运算放大器的正输入端相连，第二路分压电路通过第二电阻与所述运算放大器的负输入端相连，所述运算放大器的输出端顺次与稳压二极管的正极端和输出接口相连，所述稳压二极管的负极端接地，所述运算放大器的负输入端和输出端之间串联第三电阻，所述第一电阻和远算放大器的正输入端之间通过第四电阻接地，所述运算放大器的电源端与供电电源连接。

进一步的，所述第一分压电路包括第一高精度电阻和第二高精度电阻，所述第一高精度电阻和第二高精度电阻串联。

进一步的，所述第二高精度电阻为可调电阻，且第二高精度电阻并联有第五电阻。

进一步的，所述第二分压电路包括第三高精度电阻和待检测电阻，所述第三高精度电阻和待待检测电阻串联。

进一步的，所述第一高精度电阻的阻值和第三高精度电阻的阻值相同。

进一步的，所述第三电阻与稳压二极管的正极端之间串联有第六电阻，所述稳压二极管并联有电容。

进一步的，所述稳压电源为可调稳压电路。

本实用新型的积极有益效果是：通过两个并联的第一分压电路和第二分压电路获取差分电压信号，并对微弱差分电压信号进行放大整理后输出，采用输入接口与待检测电阻连接，方便操作，可实现多种材质电阻接入，兼容性更高，稳定性更好，采用分压式差分信号检测处理，抗干扰性强，安全性更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的其中两幅，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请电阻值精确测量装置的结构示意图；

图2为本申请电阻值精确测量装置的电路图。

图中，KT-壳体、SRJK-输入接口、SCJK-输出接口、GDDY-供电电源。

具体实施方式

下面为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本实用新型中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例

如图1-图2，一种电阻值精确测量装置，包括壳体KT、接口、电源、第一路分压电路、第二路分压电路和运算放大器，接口包括贯穿壳体KT的输入接口SRJK和输出接口SCJK，输入接口SRJK与壳体KT外部的待检测电阻连接，电源、第一路分压电路、第二路分压电路和运算放大器均设置在壳体KT内，电源包括稳压电源和供电电源GDDY。

在本实施例中，电阻值精确测量电路模块采用精度为0.01%的高精度电阻作为精确测量的保证。它的电源供电电压为5V，并通过高精度可调稳压器与高精度可调电阻调节出高稳定的2.048V电压。

其中，第一电阻为R426，第二电阻为R427，第三电阻为R429，第四电阻为R428，第五电阻为R431，第六电阻为R430，第一高精度电阻为R424，第二高精度电阻为R425，第三高精度电阻为R423，电容为Cb421，输入接口为P401。

在本实施例中，稳压电源：TL431可调稳压电路作为整个检测电路的电压基准源，通过VR422可调电阻把供电电压调节到2.048V的基准源电压，给第一分压电路和第二分压电路提供稳定的参考电压。

稳压电源与并联的第一分压电路和第二分压电路的一端连接，第一分压电路的另一端与输入接口的第一端口连接，第二分压电路的另一端与输入接口的第二端口连接，输入接口的第三端口接地，第一路分压电路通过第一电阻R426与运算放大器的正输入端相连，第二路分压电路通过第二电阻R427与运算放大器的负输入端相连，运算放大器的输出端顺次与稳压二极管的正极端和输出接口相连，稳压二极管的负极端接地，运算放大器的负输入端和输出端之间串联第三电阻R429，第一电阻和远算放大器的正输入端之间通过第四电阻R428接地，运算放大器的电源端与供电电源连接；第三电阻R429与稳压二极管的正极端之间串联有第六电阻R430，稳压二极管并联有电容Cb421。

在本实施例中，运算放大器采用经典的LM324运算放大器，并形成放大电路，它把分压电路转换过来的微弱差分电压信号，经过两个电阻网络输入给LM324运算放大器，运算放大器的输出又经过R429电阻反馈给了运算放大器的负输入端，再和R428组成了运算放大器的负反馈网络，它的放大倍数取决于正向输入端的两个电阻的比值，比值越大放倍数越大，这个放大倍数可以调制到一个合理的范围内，以防止出现电压失真情况的发生。

在本实施例中，输出信号的整理采用1N4733稳压二极管，并形成输出整理电路，它的主要作用是当运算放大电路输出电压高于5V时采取限制电压波动的作用，所以这时输出信号不会损坏后极电路，但是信号失真也是没有办法避免的。所以正常的信号波动范围被限制在0-2.5V之间，从而得到确定的稳定的信号输出。方便处理器的AD转换使用和转化。

第一分压电路包括第一高精度电阻和第二高精度电阻，第一高精度电阻为R424，第二高精度电阻为R425，第一高精度电阻R424和第二高精度电阻R425串联。第二高精度电阻R425为可调电阻，且第二高精度电阻R425并联有第五电阻R431。第二分压电路包括第三高精度电阻和待检测电阻，第三高精度电阻为R423，第三高精度电阻R423和待检测电阻串联。第一高精度电阻R424的阻值和第三高精度电阻R423的阻值相同。

在本实施例中，采用第一高精度电阻为R424和第二高精度电阻为R425作为第一分压电路，再把第三高精度电阻为R423和被检测电阻作为第二分压电路，通过调节第二高精度电阻R425可调电阻并根据被检测电阻特性调节出归零参数电阻值。调节归零参数后A点和B点的电压值相等，所以A点和B点的电压差值为零。当被检测电阻随环境变化而变化时。输出的电压差值也会跟随变化。

使用时，首先，确定好待检测电阻特性，根据实际情况选择稳压电压源的电压，确定调整好放大电路的放大倍数。主要确定待测电阻是否线性与环境变化量，如果是线性的就比较好处理，通过处理器软件公式对输出接口的输出信号进行计算结果，如果是非线性的情况，就需要处理器采用离散数据对输出接口的输出信号整理最终结果。

其次，将待检测电阻通过输入接口P401端口接入电路，这里采用的是三线制接口接入。再通过TL431可调电路调节出2.048V的基准电压，给电路供稳定的基准电压，通过第二高精度R425调节的归零阻值后，根据待检电阻的相对环境的变化值，产生一个微弱的mV电压信号，经过后极LM324集成运算放大器产生100-1000倍的信号放大能力，把mV放大到0-2.5V的可检测信号，再通过信号整理电路整理出完整信号，如果信号不超范围，正常通过电路到输出接口。

最后，整个电路检测流程：待检测电阻输入，基准源设定，放大倍设置，整理电路保护，稳定信号输出。本检测电路主要是方便调节，可以根据不同待检测对象进行方便调节相对应的检测参数，检测结果稳定可靠，极不易被外部信号干扰。

以上，仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种电阻值精确测量装置，包括壳体、接口、电源、第一路分压电路、第二路分压电路和运算放大器，其特征是：所述接口包括贯穿所述壳体的输入接口和输出接口，所述输入接口与壳体外部的待检测电阻连接，所述电源、第一路分压电路、第二路分压电路和运算放大器均设置在所述壳体内，所述电源包括稳压电源和供电电源，所述稳压电源与并联的第一分压电路和第二分压电路的一端连接，所述第一分压电路的另一端与所述输入接口的第一端口连接，所述第二分压电路的另一端与所述输入接口的第二端口连接，所述输入接口的第三端口接地，所述第一路分压电路通过第一电阻与所述运算放大器的正输入端相连，第二路分压电路通过第二电阻与所述运算放大器的负输入端相连，所述运算放大器的输出端顺次与稳压二极管的正极端和输出接口相连，所述稳压二极管的负极端接地，所述运算放大器的负输入端和输出端之间串联第三电阻，所述第一电阻和远算放大器的正输入端之间通过第四电阻接地，所述运算放大器的电源端与供电电源连接。

2.根据权利要求1所述的一种电阻值精确测量装置，其特征是：所述第一分压电路包括第一高精度电阻和第二高精度电阻，所述第一高精度电阻和第二高精度电阻串联。

3.根据权利要求2所述的一种电阻值精确测量装置，其特征是：所述第二高精度电阻为可调电阻，且第二高精度电阻并联有第五电阻。

4.根据权利要求3所述的一种电阻值精确测量装置，其特征是：所述第二分压电路包括第三高精度电阻和待检测电阻，所述第三高精度电阻和待待检测电阻串联。

5.根据权利要求4所述的一种电阻值精确测量装置，其特征是：所述第一高精度电阻的阻值和第三高精度电阻的阻值相同。

6.根据权利要求5所述的一种电阻值精确测量装置，其特征是：所述第三电阻与稳压二极管的正极端之间串联有第六电阻，所述稳压二极管并联有电容。

7.根据权利要求6所述的一种电阻值精确测量装置，其特征是：所述稳压电源为可调稳压电路。

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