用于测量电阻的电路制造技术

本申请涉及一种用于测量电阻的电路，包括：组合的恒流源和恒压源，其分别用于提供恒定的电源电流和电源电压，而且电源电流小于或等于1安培；彼此串联连接且分别与恒流源电连接或与恒压源电连接的待测电阻和参考电阻；分别与待测电阻和参考电阻电连接的负载信号调理器和参考信号调理器；与负载信号调理器和参考信号调理器分别电连接的双路同步AD转换模块；与双路同步AD转换模块电连接的控制器；与控制器电连接的档位切换器，用于在恒流源和恒压源之间切换。根据本申请的用于测量电阻的电路，采用恒压源与恒流源相组合的模式，能够实现自适应地以超宽范围高精度地测量电阻。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及工业测量，具体地，涉及一种用于测量电阻的电路。

技术介绍

1、在工业领域，特别是在飞机制造装配过程中，经常需要进行金属与金属、金属与复合材料的电气连接。电气连接的好坏直接影响比如飞机或其他产品的性能和安全性。而连接处的电阻值是判断电气连接好坏的重要指标之一。金属之间的电气连接处的电阻值很小，通常处于毫欧级别，而金属与复合材料的电气连接处的电阻值往往很大。

2、为了测量电阻值，目前通常采用各种电阻测量仪。但当前的电阻测量仪存在诸多问题，比如，日本日置公司电阻测量仪无高阻测量功能，且读数不稳定；法国ca公司电阻测量仪激励电流较大；上海正阳的电阻测量仪需要外接电源等。

3、当前，市场上的电阻测量仪通常采用分压测量技术，其原理是，通过放大器把待测电阻上的电压值放大，然后将放大后的电压值与已知阻值的参考电阻上的电压值进行比较，待测电阻与参考电阻被同一直流电流流过，从而得出待测电阻的电阻值。此外，四线法也是常用的电阻测量技术，该技术利用两根引线测量待测电阻上的直流电流，再利用另外两根引线测量待测电阻两端的电压，从而减小引线电阻和接触电阻对测试结果的不利影响。

4、然而，分压测量技术的测量精度不高，测量范围不宽，特别是存在微欧级小电阻的测量数据跳动大的问题。而采用四线法很难实现电阻的超宽范围的高精度测量。

技术实现思路

1、在这种背景下，本申请的目的在于，提出一种用于测量电阻的电路，其测量范围宽、精度高，由此可以至少部分地解决现有技术中存在的问题。</p>

2、根据本申请的一个方面，提出一种用于测量电阻的电路，其包括：

3、组合的恒流源和恒压源，分别用于提供恒定的电源电流和电源电压，电源电流小于或等于1安培；

4、彼此串联连接的待测电阻和参考电阻，分别与恒流源电连接，或与恒压源电连接；

5、负载信号调理器和参考信号调理器，分别与待测电阻和参考电阻电连接；

6、双路同步ad转换模块，与负载信号调理器和参考信号调理器分别电连接；

7、控制器，与双路同步ad转换模块电连接；

8、档位切换器，与控制器电连接，用于在恒流源和恒压源之间切换，当待测电阻大于200kω时切换至恒压源，否则切换至恒流源。

9、根据本申请的用于测量电阻的电路，采用恒压源与恒流源相组合的模式，能够实现自适应地以超宽范围高精度地测量电阻。

10、在根据本申请的电路的一种实施方式中，恒流源具有由多个电阻组成的可调式微型电阻阵列，多个电阻的温漂为2-5ppm。通过可调式微型电阻阵列，可以实现便于对恒流源细分切换，而其低温漂电阻则保证了恒流源所提供的电流稳定，受温度影响很小，为高精度测量电阻提供了必要的前提。

11、在根据本申请的电路的一种实施方式中，恒流源包括500μa以下的小电流恒流源模块和500μa-1a的较大电流恒流源模块，小电流恒流源模块和较大电流恒流源模块分别包括多个子恒流源。以此方式，提供了1a以下的甚至小于500μa的小电流，从而提高了待测电阻所在设备的安全性，延长了其使用寿命，保障了其性能。

12、在根据本申请的电路的一种实施方式中，恒流源具有电流档位切换器，用于切换至对应的子恒流源。这样就可以根据待测电阻的大小，选用对应的子恒流源，从而提高了对具体实际应用情况的适用性。

13、在根据本申请的电路的一种实施方式中，恒流源采用带有缓冲器和滤波器的增强型howland设计。由此使得输出的电流波纹小，提高了噪声抑制能力，为高精度测量电阻提供保障。

14、在根据本申请的电路的一种实施方式中，可调式微型电阻阵列具有分别位于其前后端的彼此匹配的电阻模块。也就是说，使得可调式微型电阻阵列实现了电阻匹配，进而使得输出的电流更加稳定。

15、在根据本申请的电路的一种实施方式中，负载信号调理器和参考信号调理器分别通过各自的仪表放大器与双路同步ad转换模块电连接。通过仪表放大器，可以放大待测电阻和参考电阻上的电压信号，便于后续的测量和信号处理。

16、在根据本申请的电路的一种实施方式中，仪表放大器设有匹配的阻抗。通过这种方式，确保仪表放大器稳定地工作，减小受到的干扰，进一步抑制噪声。

17、在根据本申请的电路的一种实施方式中，电流档位切换器和档位切换器分别根据待测电阻的大小而自适应地进行切换。由此可以快速地、自适应地切换至与待测电阻相适合的对应的电流源，从而可以更加安全、准确地测量待测电阻。

18、在根据本申请的电路的一种实施方式中，双路同步ad转换模块使用隔离的外部时钟信号工作。这样可以提高时钟精度，使得ad转换模块有更好的噪声抑制性能。

19、在根据本申请的电路的一种实施方式中，双路同步ad转换模块通过数字隔离器与控制器电连接。数字隔离器提高了抗噪声性能，保证了信号在ad转换模块与控制器之间的稳定传输，以及防止外界干扰。

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【技术保护点】

1.一种用于测量电阻的电路，其特征在于，所述电路包括：

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述恒流源具有由多个电阻组成的可调式微型电阻阵列，所述多个电阻的温漂为2-5ppm。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述恒流源包括500μA以下的小电流恒流源模块和500μA-1A的较大电流恒流源模块，所述小电流恒流源模块和所述较大电流恒流源模块分别包括多个子恒流源。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述恒流源具有电流档位切换器，用于切换至对应的所述子恒流源。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述电流档位切换器和所述档位切换器分别根据待测电阻的大小而自适应地进行切换。

6.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述可调式微型电阻阵列具有分别位于其前后端的彼此匹配的电阻模块。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的电路，其特征在于，所述恒流源采用带有缓冲器和滤波器的增强型HOWLAND设计。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的电路，其特征在于，所述负载信号调理器和所述参考信号调理器分别通过各自的仪表放大器与所述双路同步AD转换模块电连接。

9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述仪表放大器设有匹配的阻抗。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的电路，其特征在于，所述双路同步AD转换模块使用隔离的外部时钟信号工作。

11.根据权利要求1-6中任一项所述的电路，其特征在于，所述双路同步AD转换模块通过数字隔离器与所述控制器电连接。

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【技术特征摘要】

1.一种用于测量电阻的电路，其特征在于，所述电路包括：

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述恒流源具有由多个电阻组成的可调式微型电阻阵列，所述多个电阻的温漂为2-5ppm。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述恒流源包括500μa以下的小电流恒流源模块和500μa-1a的较大电流恒流源模块，所述小电流恒流源模块和所述较大电流恒流源模块分别包括多个子恒流源。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述恒流源具有电流档位切换器，用于切换至对应的所述子恒流源。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述电流档位切换器和所述档位切换器分别根据待测电阻的大小而自适应地进行切换。

6.根据权利要求2所述的电路，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：段更勋，杨野，刘远洋，钱进，
申请(专利权)人：上海飞机制造有限公司，
类型：新型
国别省市：