一種小電阻阻值的檢測平臺的制作方法
本實用新型涉及電阻測量領域，特別是涉及一種小電阻阻值的檢測平臺。
背景技術：
在電氣設備的檢測和實驗過程中，常常會由于忽略某些小電阻的影響，而引起測量數據與理論值之間存在較大誤差，從而影響了測量結果的精確性。由于小電阻阻值很小，用萬用表檢測不到或者檢測不準。實驗室通常會用電橋進行小電阻阻值的測量，如惠斯通電橋，但是電橋操作手續繁瑣，且調平困難。目前，市場上有可以直接讀數的微歐計，但是用微歐計測試小電阻的阻值時，測試電流大，測試時間長，測試過程中被測電阻的溫度會升高，降低了檢測精度。因此，如何提供一種操作方便，測量精確的小電阻阻值的檢測裝置成為本領域技術人員亟需解決的技術問題。
技術實現要素：
本實用新型的目的是提供一種小電阻阻值的檢測平臺，可方便、精確地檢測小電阻的阻值。
為實現上述目的，本實用新型提供了如下方案：
一種小電阻阻值的檢測平臺，用于檢測待測電阻的電阻值Rx，所述檢測平臺包括：精密恒流源、待測支路、參比支路、信號采集電路和微處理器，其中，
所述精密恒流源用于提供精密的恒定電流；
所述精密恒流源、參比支路及信號采集電路依次連接，且所述待測支路與所述參比支路并聯連接，所述待測支路包括所述待測電阻，所述參比支路包括參比電阻；
所述信號采集電路與所述微處理器連接，用于采集在所述待測支路斷路時，所述參比支路兩端的參比電壓Uf；并用于采集在所述待測支路閉合時，所述待測支路兩端的待測電壓Ux；
所述微處理器，用于根據所述參比電阻的電阻值Rf、所述參比電壓Uf和所述待測電壓Ux，確定所述待測電阻的電阻值Rx。
可選的，所述檢測平臺還包括：擴展恒流源，分別與所述精密恒流源、所述參比支路連接，用于將所述恒定電流放大至設定電流值，并發送至所述參比支路或者發送至所述參比支路和待測支路中。
可選的，所述檢測平臺還包括：顯示屏，與所述微處理器連接，用于顯示所述待測電阻的電阻值。
可選的，所述微處理器為單片機。
可選的，所述檢測平臺還包括：濾波電路，分別與所述信號采集電路、所述微處理器連接，用于對所述信號采集電路輸出的所述參比電壓Uf和所述待測電壓Ux分別進行濾波后，將對應生成的新的參比電壓Uf和新的待測電壓Ux輸出給所述微處理器。
可選的，所述確定所述待測電阻的電阻值Rx具體包括：通過公式：確定所述待測電阻的電阻值。
根據本實用新型提供的具體實施例，本實用新型公開了以下技術效果：
本實用新型提供的小電阻阻值的檢測平臺，通過設置精密恒流源提供穩定的電流，通過設置參比支路消除環境干擾的影響，實現對小電阻阻值的精確測量。測量時只需將待測電阻接入待測支路即可，操作簡單，使用方便。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型實施例1檢測平臺的結構框圖；
圖2為本實用新型實施例2精密恒流源及恒流源擴展電路的電氣原理圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
本實用新型的目的是提供一種小電阻阻值的檢測平臺，可方便、精確地檢測小電阻的阻值。
為使本實用新型的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。
實施例1：如圖1所示，小電阻阻值的檢測平臺包括：精密恒流源101、擴展恒流源102、參比電阻104、信號采集電路105、濾波電路106、微處理器107和顯示屏108。可用于采集待測電阻103的電阻值。
精密恒流源101、擴展恒流源102、參比支路及模擬數字轉換(ADC)信號采集電路105依次連接，且待測支路與參比支路并聯連接。其中，待測支路包括待測電阻103，參比支路包括參比電阻104。精密恒流源101產生精密的小恒定電流，擴展恒流源102將精密的小恒定電流放大至設定電流值。參比電阻可消除環境影響，實現精確采集。
信號采集電路105與微處理器107連接，待測支路斷路時，即待測電阻103未接入待測支路時，通過信號采集電路105采集參比支路兩端的參比電壓Uf。待測支路閉合時，即待測電阻103接入待測支路時，通過信號采集電路105采集待測支路兩端的待測電壓Ux。信號采集電路采集電壓模擬信號，并將所述電壓模擬信號轉化為數字信號用于確定電阻值。
濾波電路106，分別與信號采集電路105、微處理器107連接，用于對信號采集電路105輸出的參比電壓Uf和待測電壓Ux分別進行濾波后，將對應生成的新的參比電壓Uf和新的待測電壓Ux輸出給微處理器107。
微處理器107根據參比電阻的電阻值Rf、參比電壓Uf和待測電壓Ux，通過公式：確定待測電阻的電阻值Rx。顯示屏108與微處理器107連接，用于顯示待測電阻103的電阻值Rx。
可選地，信號采集電路105為模擬數字轉換器(Analog-to-DigitalConverter，ADC)，微處理器107為STM32系列單片機，顯示屏108為工業安卓屏且內置APP，顯示屏108與微處理器107通過RS232串口通信模塊連接。上述檢測平臺不僅具有記錄、存儲和查詢各被測電阻阻值的功能，而且具有非常好的人機交互界面。
本實用新型提供的小電阻阻值的檢測平臺，待測電阻未接入檢測平臺時，精密恒流源的電流流過參比電阻時，會產生一定的壓降；當待測電阻接入檢測平臺時，參比電阻兩端的電壓會產生變化，微處理器根據歐姆定律即可得出被測小電阻的阻值。上述檢測平臺測量精度高，測量自動化程度高，可靠性高，擴展性強，配置靈活，克服了現有技術中的電阻測量裝置結構復雜的技術問題，具有廣泛的適用性。
實施例2：如圖2所示，精密恒流源電路201采用高精度的10V電壓參考源REF102作為電壓源，采用高精度運算放大器OPA277作為射集跟隨器。將REF102的GND端和運算放大器OPA277的同相端連接，運算放大器OPA277的反相端通過一高精度的電阻R0與電壓源的輸出端(Vcc)連接，則運算放大器OPA277反相端的輸出電流即為精密恒定電流ILOAD，改變電阻R0的電阻值即可調節精密恒定電流的大小。精密恒流源輸出的電流可根據公式：ILOAD＝10/R0確定，由于R0≥1KΩ，故該精密恒流源輸出的電流ILOAD≤10mA。恒流源電路的精密性與穩定度直接影響電阻測量的精度，恒流源的準確度決定了測量結果的準確性，本實施例提供的精密恒流源電路，其精度可達0.01mA。
由于精密恒定電流較小，因此須設置恒流源擴展電路將精密恒定電流放大。本實施例以場效應管IRF840和高精密度的高速運放OPA602為核心部件搭建擴展恒流源電路202。
將運算放大器OPA277的反相端與OPA602的同相端連接，OPA602的輸出端經電阻R3連接到場效應管IRF840的柵極，電容C1與電阻R1并聯連接形成第一并聯支路，第一并聯支路的一端與OPA602的同相端連接，通過電容C2將OPA602的反相端與OPA602的輸出端連接，第一并聯支路的另一端通過電阻R2分別與OPA602的反相端及IRF840的源極連接，IRF840的漏極接電源正極。其中，流過電阻R1的電流為I1，流過電阻R2的電流為I2。
分析可知，I1＝ILOAD，I2＝(I1*R1)/R2，I3＝I1+I2，所以I3＝ILOAD+(ILOAD*R1)/R2，即精密恒流源輸出的精密恒定電流ILOAD經過擴展恒流源放大后得到的電流為I3。恒流源擴展電路的輸出端經電阻R3與ADC信號采集電路連接。恒流源擴展電路的輸出端與由參比電阻Rf和待測電阻Rx組成的第二并聯支路連接，第二并聯支路的另一端接電源地。
其中，參比電阻Rf優先選用高精度低溫漂的電阻。當待測電阻未接入時，待測支路為斷路，此時ADC信號采集電路采集到的是Uf；將待測電阻未接入后，ADC信號采集電路采集到的是Ux。由可得：本實施例的微處理器采用功能強大的意法半導體STM32F103RCT6微處理器，ARM32位的Coetex-M3內核，最高72M工作頻率，256K閃存，12bit ADC采集通道，兩個模數轉換器。其中，PA7是ADC采集通道，可用于采集電壓信號。STM32LSB＝3.3V/4095≈0.8mV，即其能采集到0.8mV的電壓變化，0.01Ω的電阻產生0.8mV的變化則需要80mA電流，即所述I3≥80mA。
本實用新型提供的小電阻阻值的檢測平臺，具有結構簡單造價低廉，方便實用，誤差小，抗干擾能力強等特點，其測量精度可達0.01Ω，可用于科學研究和電子產品制造等領域，具有非常重要的現實意義。
本實施例的檢測平臺檢測電阻值的過程如下：微控制器開始工作后，首先判斷是否有待測電阻接入，若沒有待測電阻接入，則STM32處于等待狀態。若有待測電阻接入，則等待阻值穩定后通過通訊電路將電阻值發送至安卓屏顯示。
本實用新型提供的小電阻阻值的檢測平臺具有如下技術效果：
(1)實現了精密恒流源的設計，其精度可達0.01mA。
(2)STM32系列單片機采集精度非常高，實現了小電阻的精確測量，其精度可達0.01Ω。
(3)設置有工業安卓屏，微處理器內置專用APP，具有顯示、存儲、記錄、查詢、制表等多項功能，具有非常好的人機交互界面。
本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本實用新型的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
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