一种电阻测量电路的保护电路及方法技术

本发明专利技术为一种电阻测量电路的保护电路及方法，属于电子电路技术领域，包括MCU控制器、电阻测量电路、第一、二隔离控制电路、电压信号采集电路、电阻采集跟随电路，第一隔离控制电路接收表笔端的信号，输出电阻测量信号或电压测量信号分别送至电阻测量电路和电压信号采集电路，MCU控制器与第一隔离控制电路、第二隔离控制电路、电阻测量电路、电压信号采集电路的控制端相连。本发明专利技术完善了万用表电阻测量档测量保护机制，即使错误使用了电阻测量档去测量电压，万用表也会自动由电阻测量档转换为电压测量档，这样既不会对万用表和待测设备造成损坏，保证工作效率，还保证了使用者的安全。还保证了使用者的安全。还保证了使用者的安全。

【技术实现步骤摘要】
一种电阻测量电路的保护电路及方法


[0001]本专利技术属于电子电路
，具体涉及一种电阻测量电路的保护电路及方法。

技术介绍

[0002]目前电阻测量电路常用于数字万用表或其他具有测量电子元器件或设备的电压值、电流值、电阻值、电容值等功能的电子元件测试设备上。因其测量功能强大，所以面板或显示屏往往有许多测试档位，需要使用人员根据待测的量去手动调整相应的测量档位。
[0003]在强电弱电混合的电气测试环境中，使用手动调整万用表进行测量时经常会出现错误档位测量错误信号的情况，尤其电阻测量档，虽然万用表内都有保护电路，但仍经常出现因档位使用不当导致万用表损坏或被测量设备损坏的情况，在强电环境下错误操作还有伤及使用人员的风险。比如当使用万用表测量完电阻后，未将测量档位调整到交流220V档位而直接对220V电压进行测量时，会导致万用表烧毁。

技术实现思路

[0004]基于上述技术问题，本专利技术提供一种电阻测量保护电路和保护方法，避免万用表在电阻测量档时错接高压信号，导致的设备损失和人员受伤风险。
[0005]本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种电阻测量电路的保护电路，包括MCU控制器、电阻测量电路、第一、二隔离控制电路、电压信号采集电路、电阻采集跟随电路，第一隔离控制电路接收表笔端的信号，输出电阻测量信号或电压测量信号分别送至电阻测量电路和电压信号采集电路，电压信号采集电路的输出端经第二隔离控制电路与MCU控制器相连，MCU控制器与第一隔离控制电路、第二隔离控制电路、电阻测量电路、电压信号采集电路的控制端相连。
[0007]进一步地，电压信号采集电路包括一级反向缩小电路、二级正向比例放大电路以及三级反向跟随电路，其中一级反向缩小电路包括第一运算放大器U11A，第一运算放大器U11A的反相输入端接有第一～二电阻JR21、JR22串联组成的输入电阻，第一运算放大器U11A的正相输入端接2V参考电压，第一运算放大器U11A的输出端经第十三～十四光电继电器U13～U14与MCU控制器连接；二级正向比例放大电路包括第二运算放大器U11B，第二运算放大器U11B的正相输入端与第一运算放大器U11A的输出端相连，第二运算放大器U11B的反相输入端、输出端以及第一运算放大器U11A的正相输入端经第十光电继电器与MCU控制器连接；三级反向跟随电路包括第三运算放大器U12A和第四运算放大器U12B，第四运算放大器是一个电压跟随电路，目的是给U12A正向入口提供一个稳定的2V参考电压，第三运算放大器U12A的反相输入端与第二运算放大器U11B的输出端连接，第三运算放大器U12A的正相输入端接第四运算放大器提供的2V参考电压，第三运算放大器U12A的输出端经第一隔离控制电路与MCU控制器相连。JR15和JR16是运放的等比电阻。
[0008]进一步地，电阻测量电路包括第一开关电路U1和第三开关电路U3、第五～六运算放大器U2A～U2B及三极管Q1，其中第六运算放大器U2B负相输入端接有2V参考电压，正相输
入端与输出端相连，输出端经第三～五分压电阻JR3、JR4、JR5构成电压源与第一开关电路U1连接，第一开关电路U1的输出端接至第一运算放大器U2A的正相输入端；第三开关电路U3经第七～九限流电阻JR7、JR8、JR9接地，输出端与第一运算放大器U2A的反相输入端和电阻输出端ROUTF相连，第一运算放大器U2A的输出端接至三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极接至工作电源，发射极接电阻输出端ROUTZ；第一开关电路U1和第三开关电路U3的输入端均与MCU控制器连接。
[0009]进一步地，第一隔离控制电路包括第四～七光电继电器U4～U7，其中第四光电继电器U4、第五光电继电器U5、第六光电继电器U6的控制端分别与MCU控制器的控制信号相连，输入端均接至表笔端信号，第四光电继电器U4、第六光电继电器U6的输出端与电阻测量电路的输出端相连，第七光电继电器U7的输入端接有工作电源和MCU控制器，输出端接空载检测电源，第五光电继电器U5的输出端接有电压信号采集电路。
[0010]进一步地，第二隔离控制电路包括第八光电继电器U8和第九光电继电器U9，其中第九光电继电器U9的输入端与电阻采集跟随电路的输出端相连，第八光电继电器U8的输入端与电压信号采集电路的输出端相连，第八光电继电器U8和第九光电继电器U9的控制端接有MCU控制器的控制信号，输出端接至MCU控制器的输入端。
[0011]一种电阻测量电路的保护电路的控制方法，包括如下步骤：
[0012]1)MCU控制器电阻测量程序初始化，MCU控制器控制隔离控制电路将电阻测量电路与电压信号采集电路和电阻采集跟随电路断开，进入电压测试档；
[0013]2)判断是否有电压大于V1的信号，如果没有电压大于V1的信号，判断表笔测量到的电压是否小于V2；如果表笔测量到的电压大于V1，则返回步骤1)；
[0014]3)如果表笔测量到的电压小于V2，则MCU控制器控制隔离控制电路将电阻测量电路与电阻采集跟随电路和MCU控制器导通；
[0015]4)自动调整测量电压和测量电阻，巡测待测电阻的阻值，直到表笔抬起，结束一次测量过程。
[0016]进一步地，步骤2)中，如果有电压大于V1的信号，则MCU控制器保持电阻测量电路与电压信号采集电路相隔离；经过表笔端和电压信号采集电路将采集信号传输至MCU控制器分析，MCU根据分析结果反馈控制电压信号采集电路的第十、十三～十四光电继电器U10、U13、U14导通，通过一级反向缩小电路、二级正向比例放大电路以及三级反向跟随电路对采集信号进行缩放处理，测量出其电压值后进入电压测量档模式。
[0017]进一步地，当电阻测量档出现小于V1的电压信号时，MCU控制器保持电阻测量电路与电压信号采集电路相隔离，第一隔离控制电路将第七光电继电器U7导通，进入空载判断模式；第七光电继电器U7导通后，MCU控制器再对电压采集电路的电压进行分析，当电压采集电路的信号电压为2～3.3V时，则MCU控制器判断当前为空载状态，没有待测电阻接入，保持空载判断模式；否则，电压采集电路的信号电压小于2V，判断有待测电阻接入。
[0018]进一步地，步骤3)中，MCU控制器控制隔离控制电路将电阻测量电路与电阻采集跟随电路和MCU控制器导通，随后进入正常的电阻测量模式；电阻测量电路先以最大电阻测量档进行测试，MCU控制器根据反馈回的测量值控制第一、三开关电路U1、U3，分别自动调整测量电压值和测量电阻值，组合出恒定测量电流，组合出对应档位的测量电流；重复本步骤1～2次调整即可准确测量出待测电阻的电阻值。
[0019]进一步地，步骤4)中，将测试表笔的IANDR端与电阻断开，隔离控制电路将电阻测量电路与电阻采集跟随电路和MCU控制器断开，万用表再次进入空载状态，进行待机。
[0020]本专利技术的优点与效果为：
[0021]与现有技术相比，本专利技术完善了万用表电阻测量档测量保护机制，即使错误使用了电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电阻测量电路的保护电路，其特征在于：包括MCU控制器、电阻测量电路、第一、二隔离控制电路、电压信号采集电路、电阻采集跟随电路，第一隔离控制电路接收表笔端的信号，输出电阻测量信号或电压测量信号分别送至电阻测量电路和电压信号采集电路，电压信号采集电路的输出端经第二隔离控制电路与MCU控制器相连，MCU控制器与第一隔离控制电路、第二隔离控制电路、电阻测量电路、电压信号采集电路的控制端相连。2.根据权利要求1所述的一种电阻测量电路的保护电路，其特征在于：电压信号采集电路包括一级反向缩小电路、二级正向比例放大电路以及三级反向跟随电路，其中一级反向缩小电路包括第一运算放大器U11A，第一运算放大器U11A的反相输入端接有第一～二电阻JR21、JR22串联组成的输入电阻，第一运算放大器U11A的正相输入端接2V参考电压，第一运算放大器U11A的输出端经第十三～十四光电继电器U13～U14与MCU控制器连接；二级正向比例放大电路包括第二运算放大器U11B，第二运算放大器U11B的正相输入端与第一运算放大器U11A的输出端相连，第二运算放大器U11B的反相输入端、输出端以及第一运算放大器U11A的正相输入端经第十光电继电器与MCU控制器连接；三级反向跟随电路包括第三运算放大器U12A和第四运算放大器U12B，第三运算放大器U12A的反相输入端与第二运算放大器U11B的输出端连接，第三运算放大器U12A的正相输入端接第四运算放大器提供的2V参考电压，第三运算放大器U12A的输出端经第一隔离控制电路与MCU控制器相连。3.根据权利要求1所述的一种电阻测量电路的保护电路，其特征在于：电阻测量电路包括第一开关电路U1和第三开关电路U3、第五～六运算放大器U2A～U2B及三极管Q1，其中第六运算放大器U2B负相输入端接有2V参考电压，正相输入端与输出端相连，输出端经第三～五分压电阻JR3、JR4、JR5构成电压源与第一开关电路U1连接，第一开关电路U1的输出端接至第一运算放大器U2A的正相输入端；第三开关电路U3经第七～九限流电阻JR7、JR8、JR9接地，输出端与第一运算放大器U2A的反相输入端和电阻输出端ROUTF相连，第一运算放大器U2A的输出端接至三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极接至工作电源，发射极接电阻输出端ROUTZ；第一开关电路U1和第三开关电路U3的输入端均与MCU控制器连接。4.根据权利要求1所述的一种电阻测量电路的保护电路，其特征在于：第一隔离控制电路包括第四～七光电继电器U4～U7，其中第四光电继电器U4、第五光电继电器U5、第六光电继电器U6的控制端分别与MCU控制器的控制信号相连，输入端均接至表笔端信号，第四光电继电器U4、第六光电继电器U6的输出端与电阻测量电路的输出端相连，第七光电继电器U7的输入端接有工作电源和MCU控制器，输出端接空载检测电源，第五光电继电器U5的输出端接有电压信号采集电路。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，李云川，曾怡帅，王洋，刘斌，贾敏捷，杨力，肖茂波，卢惠涛，陈庆芳，沈奇昌，杨小溪，董芳，张勇，邱继刚，国明，宁寰宇，徐静，仝大永，刘恕，郭宝元，刘志刚，
申请(专利权)人：沈阳铁路信号有限责任公司，
类型：发明
国别省市：