自适应可控空气电阻器制造技术

自适应可控空气电阻器，通过主控模块从封装在一起的多套或多个采样电阻即空气电阻中选取合适电阻值的采样电阻以匹配相应的电流测量量程，从而既能够确保不超过采样电阻的功率以保护采样电阻，又能够快速准确测量电流值，还能够避免因更换采样电阻而导致的需要长时间控温以保证阻值稳定性的处理过程，其特征在于，包括主控模块，所述主控模块分别连接数据采样控制模块、多通道开关电路和驱动模块，所述多通道开关电路包括若干条采样电流通路，每一条采样电流通路上设置有一个继电器，所述继电器连接一个采样空气电阻，各条采样电流通路上的采样空气电阻具有不同的电阻值以对应不同的电流测量量程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电流测量技术，特别是一种自适应可控空气电阻器，通过主控模块从封装在一起的多个空气电阻中选取合适电阻值的采样空气电阻以匹配相应的电流测量量程，从而既能够确保不超过采样空气电阻的功率以保证电流测量准确度又能够避免因更换采样空气电阻而导致的需要长时间控温以保证阻值稳定性的处理过程。
技术介绍
卫星、飞船等各种航天器都需要进行整体环境模拟的大型试验，在试验过程中难免会使用大功率电源进行模拟，这些大功率电源中多为高稳定性直流大电流源，存在无法搬运、需要现场校准需求。该类电源电流值达到几百安，稳定性在5×10-5/h量级，故选用直流电流比较仪对直流大电流进行精密测量。在测量大电流时，需要先将被测电流按一定比例转换成小电流，然后再与流经采样电阻中的电流进行比较，最终得到准确的大电流值。由于被测电流未知，要想被测电流准确可靠，关键是采样电阻的选取。按照以往的测量方式，采样电阻都需人工选取，在每次更换采样电阻后，还需要经过长时间控温以保证阻值的稳定性，测试过程费时费力。因此需要一套能够根据电流大小自动切换电阻的采样系统，而传统的扫描开关配合空气电阻搭建采样装置的问题在于，一是扫描开关存在较大的热电势，影响测量结果准确性，二是传统的扫描开关和空气电阻体积较大且无法同时控温，影响测试效率。本专利技术提出了一种自适应可控高精度空气电阻的设计方法，并根据该方法研制了一套自适应可控空气电阻，该电阻目前已应用于直流大电流校准系统中，经测试，该系统准确度高、稳定性好，采用该装置大大提高了直流大电流测试效率，因而该专利技术有良好的应用前景。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种自适应可控空气电阻器，通过主控模块从封装在一起的多套或多个采样电阻即空气电阻中选取合适电阻值的采样电阻以匹配相应的电流测量量程，从而既能够确保不超过采样电阻的功率以保护采样电阻，又能够快速准确测量电流值，还能够避免因更换采样电阻而导致的需要长时间控温以保证阻值稳定性的处理过程。本专利技术的技术方案如下：自适应可控空气电阻器，其特征在于，包括主控模块，所述主控模块分别连接数据采样控制模块、多通道开关电路和驱动模块，所述多通道开关电路包括若干条采样电流通路，每一条采样电流通路上设置有一个继电器，所述继电器连接一个采样空气电阻，各条采样电流通路上的采样空气电阻具有不同的电阻值以对应不同的电流测量量程。所述主控模块包括单片机、主控制单元和辅助控制单元。所述数据采样控制模块包含AD转换电路，AD转换电路可采用单电源供电的12位AD转换器，或采用双电源供电的24位AD转换器，或采用更高精度的模数芯片。所述数据采样控制模块包括AD转换器，所述驱动模块包括第一驱动电路，所述AD转换器连接第一继电器，所述第一继电器分别连接第一驱动电路和一个并联电阻电路，所述第一驱动电路包括MOS管电路或第1三极管，所述MOS管电路或第1三极管连接所述主控模块，所述并联电阻电路并联于所述多通道开关电路的两端，所述并联电阻为分流电阻。所述多通道开关电路包括至少三条采样电流通路，其中第一条采样电流通路包括第一量程采样空气电阻，第一量程采样空气电阻连接第三继电器，第三继电器通过第3三极管连接所述主控模块；第二条采样电流通路包括第二量程采样空气电阻，第二量程采样空气电阻连接第四继电器，第四继电器通过第4三极管连接所述主控模块；第三条采样电流通路包括第三量程采样空气电阻，第三量程采样空气电阻连接第五继电器，第五继电器通过第5三极管连接所述主控模块。所述数据采样控制模块扩展至8条采样通道；所述多通道开关电路包括一条不含采样空气电阻的电流通路，所述不含采样空气电阻的电流通路包括第二继电器，第二继电器通过第2三极管连接所述主控模块。各条采样电流通路上的采样空气电阻通过各继电器中的双刀双掷开关共用一个电压测量表。所述采样空气电阻采用4只电阻构成，所述4只电阻均为包含铝合金外壳、镀金端钮以及采用聚四氟乙烯块封装的空气电阻，所述4只电阻通过两两并联后串联，所述4只电阻共同构成所述采样空气电阻；其中第一量程采样空气电阻的电阻值为1欧姆，第二量程采样空气电阻的电阻值为10欧姆，第三量程采样空气电阻的电阻值为100欧姆，第一量程范围为0～3mA，第二量程范围为3～30mA，第三量程范围为30～350mA。所述继电器为低热电势继电器或电磁继电器，电磁继电器内部触点的接触电阻约50mΩ。所述驱动模块是使用PNP三极管构成的共射放大电路，或采用MOS管驱动电路，以提升主控模块I/O口驱动能力。本专利技术的技术效果如下：本专利技术自适应可控空气电阻器，其自适应电阻的技术指标稳定性优于1×10-5/h，在提高测量准确度的同时，也大大减少了电阻的控温时间。本专利技术确定电流测量的自适应性，使其满足高稳定性直流大电流校准系统的特殊需求。附图说明图1是实施本专利技术自适应可控空气电阻器的系统结构示意框图。图2是实施本专利技术自适应可控空气电阻器的电路原理结构示意图。附图标记列示如下：STC89C52-主控模块/主控电路主控模块，包括端口P00至P37(其中P00～P07对应主控模块引脚39～32，P10～P17对应主控模块引脚1～8，P20～P27对应主控模块引脚21～28，P30～P37对应主控模块引脚10～17)，P00对接第三继电器K3，P01对接第四继电器K4，P02对接第五继电器K5，P03对接第一继电器K1，P04对接第二继电器K2，P00～P04为继电器动作指令端口，P13～P17为AD控制指令端口，P20～P27为AD数据位端口；MAX197-AD转换器/模数转换器；K1-第一继电器/第一双刀双掷开关；K2-第二继电器/第二双刀双掷开关；K3-第三继电器/第三双刀双掷开关；K4-第四继电器/第四双刀双掷开关；K5-第五继电器/第五双刀双掷开关；V1‐第1三极管；V2‐第2三极管；V3‐第3三极管；V4‐第4三极管；V5‐第5三极管；Rx1‐第一量程采样空气电阻；Rx2‐第二量程采样空气电阻；Rx3‐第三量程采样空气电阻；R1‐第一电阻；R2‐第二并联电阻；R3‐第三并联电阻；R4‐第四并联电阻；R5‐第五并联电阻；R6‐第六电阻；R7‐第七电阻；R8‐第八电阻；R9‐第九电阻；R10‐第十电阻；R11‐第一分压电阻；R12‐第二分压电阻。具体实施方式下面结合附图(图1-图2)对本专利技术进行说明。图1是实施本专利技术自适应可控空气电阻器的系统结构示意框图。图2是实施本专利技术自适应可控空气电阻器的电路原理结构示意图。如图1至图2所示，自适应可控空气电阻器，包括主控模块，所述主控模块分别连接数据采样控制模块、多通道开关电路和驱动模块，所述多通道开关电路包括若干条采样电流通路，每一条采样电流通路上设置有一个继电器，所述继电器连接一个采样空气电阻，各条采样电流通路上的采样空气电阻具有不同的电阻值(例如，Rx1＝1Ω，Rx2＝10Ω，Rx3＝100Ω等)以对应不同的电流测量量程(例如，0～3mA，3～30mA，30～350mA等)。所述主控模块包括单片机ARM、主控制单元和辅助控制单元。主控电路包括主控模块STC89C52。所述数据采样控制模块包含AD转换电路，AD转换电路可采用单电源供电的12位AD转换器，或本文档来自技高网...

【技术保护点】
自适应可控空气电阻器，其特征在于，包括主控模块，所述主控模块分别连接数据采样控制模块、多通道开关电路和驱动模块，所述多通道开关电路包括若干条采样电流通路，每一条采样电流通路上设置有一个继电器，所述继电器连接一个采样空气电阻，各条采样电流通路上的采样空气电阻具有不同的电阻值以对应不同的电流测量量程。

【技术特征摘要】
1.自适应可控空气电阻器，其特征在于，包括主控模块，所述主控模块分别连接数据采样控制模块、多通道开关电路和驱动模块，所述多通道开关电路包括若干条采样电流通路，每一条采样电流通路上设置有一个继电器，所述继电器连接一个采样空气电阻，各条采样电流通路上的采样空气电阻具有不同的电阻值以对应不同的电流测量量程。2.根据权利要求1所述的自适应可控空气电阻器，其特征在于，所述主控模块包括单片机、主控制单元和辅助控制单元。3.根据权利要求1所述的自适应可控空气电阻器，其特征在于，所述数据采样控制模块包含AD转换电路，AD转换电路可采用单电源供电的12位AD转换器，或采用双电源供电的24位AD转换器，或采用更高精度的模数芯片。4.根据权利要求1所述的自适应可控空气电阻器，其特征在于，所述数据采样控制模块包括AD转换器，所述驱动模块包括第一驱动电路，所述AD转换器连接第一继电器，所述第一继电器分别连接第一驱动电路和一个并联电阻电路，所述第一驱动电路包括MOS管电路或第1三极管，所述MOS管电路或第1三极管连接所述主控模块，所述并联电阻电路并联于所述多通道开关电路的两端，所述并联电阻为分流电阻。5.根据权利要求1所述的自适应可控空气电阻器，其特征在于，所述多通道开关电路包括至少三条采样电流通路，其中第一条采样电流通路包括第一量程采样空气电阻，第一量程采样空气电阻连接第三继电器，第三继电器通过第3三极管连接所述主控模块；第二条采样电流通路包括第二量程采样空气电阻，第二量程采样空气电阻连接第四继电器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊炜，王慧，宋佳赟，王培超，
申请(专利权)人：江苏东方航天校准检测有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32