專利名稱:3(1/2)位數(shù)字式多用電阻測(cè)量?jī)x的制作方法
本實(shí)用新型為測(cè)量電阻的儀器，可用于檢測(cè)0.01Ω－104MΩ范圍內(nèi)的電阻值，還可測(cè)量?jī)呻娮璞戎?.001－1000，以及相對(duì)誤差0.1％－10％。測(cè)量精度均保證在±0.2％±1字。
在現(xiàn)有的3 1/2 位數(shù)字式可用于測(cè)量電阻值的儀器中，其測(cè)量范圍一般在0.1Ω－20MΩ內(nèi)，測(cè)量精度也不是很高。線路結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，而且造價(jià)較高。
本實(shí)用新型的目的就是簡(jiǎn)化現(xiàn)有3 1/2 位數(shù)字式可用于檢測(cè)電阻值儀器中的線路結(jié)構(gòu)，提高測(cè)量的精度，擴(kuò)展測(cè)量的范圍，降低儀器的造價(jià)。
附圖1為3 1/2 位數(shù)字式多用電阻測(cè)量?jī)x的外形圖。圖中1為機(jī)箱，2為電源開(kāi)關(guān)，3為電源指示燈，4為L(zhǎng)ED顯示器，5為電導(dǎo)測(cè)量接線柱，6為電阻測(cè)量接線柱，7為量程選擇琴鍵開(kāi)關(guān)，8為提手，10為測(cè)量?jī)呻娮璞戎档拈_(kāi)關(guān)。
附圖2為3 1/2 位數(shù)字式多用電阻測(cè)量?jī)x電路原理簡(jiǎn)圖。圖中K1為量程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，K2－1、K2－2、K2－3為電阻檔、電導(dǎo)檔和電阻比檔的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，K3－1、K3－2為測(cè)試電壓轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，A／D為COMS3 1/2 位雙積分式A／D轉(zhuǎn)換器，LED為L(zhǎng)ED顯示器，Rn為標(biāo)準(zhǔn)電阻，9為電源。
電路原理是把被測(cè)電阻Rx與標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn串聯(lián)到A／D轉(zhuǎn)換器(11)的V＋與模擬地COM之間，以標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn上的壓降作為基準(zhǔn)電壓，將被測(cè)電阻Rx上的壓降加到A／D轉(zhuǎn)換器的輸入端，轉(zhuǎn)換結(jié)果由LED顯示器顯示，當(dāng)被測(cè)電阻Rx等于Rn時(shí)，顯示器顯示為1000，Rx等于2倍Rn時(shí)，LED顯示滿度，顯示讀數(shù)可表示為顯示讀數(shù)＝ (RX)/(Rn) ×1000。由于比例測(cè)量的特性，不需要精確的基準(zhǔn)電壓，這樣標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn的精度只要較高，A／D轉(zhuǎn)換器的精度又是較高的，則儀器測(cè)量的精度也就可以保證。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn＝1×10nΩ(n＝1、2、3……7)時(shí)，即可得出每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻所確定的量程范圍。見(jiàn)下表1
在幾十兆歐以上阻值的測(cè)量時(shí)，為了避免由于標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn的阻值過(guò)大(Rn＞10MΩ)而使儀器易受到外界的干擾發(fā)生跳數(shù)，而設(shè)置了一個(gè)電導(dǎo)檔，它是通過(guò)K2－1、K2－2和K2－3開(kāi)關(guān)放置“G”的位置，把被測(cè)電阻Rx′與標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn的位置交換，這樣A／D轉(zhuǎn)換器是自動(dòng)進(jìn)行倒數(shù)運(yùn)算，顯示結(jié)果是被測(cè)電阻Rx的電導(dǎo)值，然后可再根據(jù)電導(dǎo)值算出被測(cè)電阻阻值。如果Rn＝10MΩ，則可以顯示1999×10－10S至1×10－10S電導(dǎo)值，對(duì)應(yīng)于測(cè)量5MΩ－10000MΩ的電阻值。對(duì)20Ω和200Ω的測(cè)量檔，開(kāi)關(guān)K3－1和K3－2放在“A”的位置，電阻R8和二極管D1、D2構(gòu)成分壓器，可提供1.2V的測(cè)試電壓，因R8的阻值只有幾百歐姆，可有較大的測(cè)試電流，從而保證測(cè)量低阻值時(shí)的精度，對(duì)于1KΩ以上的電阻檔及電導(dǎo)檔測(cè)量時(shí)，應(yīng)將開(kāi)關(guān)K3－1和K3－2放在“B”的位置，此時(shí)二極管D2被短路，由電阻R9和二極管D1組成分壓器，為2.5次／秒，用±4.5V兩組電池供電。
測(cè)量?jī)呻娮璞戎禃r(shí)，開(kāi)關(guān)K2(包括K2－1、K2－2、K2－3)置于“Rx／Ro”檔。此時(shí)儀器內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn被斷開(kāi)，改用Ro代替Rn，Ro是作比較用的參考電阻。被比較的電阻為Rx。根據(jù)比例法測(cè)電阻的原理，顯示讀數(shù)＝ (RX)/(RO) ×1.000(小數(shù)點(diǎn)定在千位)，即Rx與Ro的比值。這時(shí)Rx和Ro的取值范圍是10.00Ω－20MΩ，測(cè)量電阻比的范圍是Rx／Ro＝0.001－1.999。
當(dāng)Rx＞2Ro時(shí)儀表溢出。此時(shí)需把Rx與Ro的位置調(diào)換一下(或利用一只開(kāi)關(guān)進(jìn)行換轉(zhuǎn))，首先測(cè)出比值Ro／Rx測(cè)量范圍仍是0.001－1.999，然后取倒數(shù)，便得到了比值Rx／Ro。采用間接測(cè)量法，可測(cè)出Rx／Ro＝0.5－1000。對(duì)于標(biāo)稱值相同的兩個(gè)電阻，其相對(duì)誤差表達(dá)式為δ＝ (RX-RO)/(RO) ×100％＝( (RX)/(RO) －1)×100％
因此，將測(cè)量電阻比值時(shí)的顯示數(shù)減去1，并用百分?jǐn)?shù)表示，就是被測(cè)電阻Rx對(duì)于參考電阻Ro的相對(duì)誤差δ，δ一般在0.1％－10％之間。
本實(shí)用新型的3 1/2 位數(shù)字式多用電阻測(cè)量?jī)x的特征是由機(jī)箱①、電源開(kāi)關(guān)②、電源指示燈③、LED顯示器④、電導(dǎo)測(cè)量接線柱⑤、電阻測(cè)量接線柱⑥、量程選擇琴鍵開(kāi)關(guān)⑦、提手⑧、測(cè)電阻比值開(kāi)關(guān)⑩組成，可完成0.01－10000MΩ范圍內(nèi)的電阻值測(cè)量，而且20MΩ以上的電阻值是顯示出電導(dǎo)值，20MΩ以下至5MΩ范圍內(nèi)的電阻值也可以由電導(dǎo)值顯示，測(cè)量的精度可保證在±0.2％±1字內(nèi)。
使用本實(shí)用新型所說(shuō)的3 1/2 位數(shù)字式多用電阻測(cè)量?jī)x，由于它的測(cè)量范圍寬，既可檢查電機(jī)線圈，小型電感線圈，變壓器繞組的短路及局部短路，又可做一般的電阻值測(cè)量；還可檢查半導(dǎo)體二極管、三極管、電容器、集成電路、石英晶體、電阻應(yīng)變片等的漏電阻，而不會(huì)損傷被測(cè)件；還可做電氣設(shè)備、家用電器的絕緣性能的檢查。此外，本儀器還適用于電阻分選，例如工廠的電阻元件預(yù)選，郵購(gòu)部門對(duì)業(yè)余品電阻進(jìn)行大量分選，進(jìn)行電阻比對(duì)等。由于它的線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整機(jī)重量不包括電池為1.2Kg，造價(jià)也低，使用和攜帶都很方便。
附圖3是3 1/2 位數(shù)字式多用電阻測(cè)量?jī)x的實(shí)用電路原理圖。儀器在結(jié)構(gòu)上采用了一塊ICL7017COMS3 1/2 位A／D轉(zhuǎn)換器，由八檔琴鍵開(kāi)關(guān)⑦控制的七個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻R1至R7及小數(shù)點(diǎn)顯示限流電阻R11、R12、R13和起分壓作用的二極管D1、D2及它們的限流電阻R8、R9，電阻R10是電源指示燈③的限流電阻，LED顯示器④采用的是MS464A型，整個(gè)電路的工作電源⑨由±4.5V兩組電池供電。
附圖3中標(biāo)準(zhǔn)電阻分別為R1＝10Ω、R2＝100Ω、R3＝1KΩR4＝10KΩ、R5＝100KΩ、R6＝1MΩ、R7＝10MΩ，則每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻決定的測(cè)量范圍可見(jiàn)表1，由于本儀器分電阻檔和電導(dǎo)檔兩個(gè)端口測(cè)量，則測(cè)量0.01Ω－20MΩ范圍內(nèi)的電阻值時(shí)，被測(cè)電阻應(yīng)接到電阻測(cè)量接線柱⑥，LED顯示器(4)直接顯示測(cè)量電阻值的大小，20MΩ－10000MΩ范圍內(nèi)的電阻測(cè)量應(yīng)接到電導(dǎo)測(cè)量接線柱(5)，按下電導(dǎo)檔的量程選擇琴鍵開(kāi)關(guān)(7)，LED顯示器(4)顯示的是被測(cè)電阻的電導(dǎo)值。本儀器在使用時(shí)若千位顯示1，其余各位都熄滅，就表示儀器處于超量程狀態(tài)，應(yīng)改換合適的測(cè)量檔，在輸入端開(kāi)路時(shí)，各電阻檔均應(yīng)顯示超量程符號(hào)“1”，但對(duì)于電導(dǎo)檔則顯示000。電阻R8＝200Ω，R9＝2.2KΩ，R11＝200Ω，R13＝200Ω，電源指示燈(3)為BT203型發(fā)光二極管，D1、D2為2CP型二極管。附圖3中的電路圖是已按下0.01Ω——19.99Ω這一量程鍵。
測(cè)量電阻比值時(shí)，琴鍵開(kāi)關(guān)全部彈起，僅接通開(kāi)關(guān)⑩。開(kāi)關(guān)⑩的作用是，把參考電阻Ro的一端與A／D轉(zhuǎn)換器的REF＋連通，并使小數(shù)點(diǎn)dp3經(jīng)過(guò)R11接至GND，此時(shí)千位小數(shù)點(diǎn)總亮。
本儀器的簡(jiǎn)化電路方案是，去掉圖2中的量程選擇琴鍵開(kāi)關(guān)⑦和內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn，增加一個(gè)Rx／Ro——Ro／Rx轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，測(cè)電阻時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn接⑤，被測(cè)電阻Rx接⑥；測(cè)電導(dǎo)時(shí)，Rx接⑤，Rn接⑥。測(cè)電阻比值時(shí)，參考電阻Ro接⑤，被比較電阻Rx接⑥。經(jīng)上述簡(jiǎn)化，儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，但量程及測(cè)量精度不變。
本儀器的單片COMS3 1/2 位雙積分A／D轉(zhuǎn)換器，可采用7107或7117型，配LED顯示器；并可采用7106、7116、7126、14433、7136等型號(hào)的A／D轉(zhuǎn)換器，配LCD顯示器。其中，7116和7117有記憶功能。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量電阻的3 1/2 位數(shù)字式多用電阻測(cè)量?jī)x，其結(jié)構(gòu)特征是由機(jī)箱①、電源開(kāi)關(guān)②、電源指示燈③、LED或LCD顯示器④、電導(dǎo)測(cè)量接線柱⑤、電阻測(cè)量接線柱⑥、量程選擇琴鍵開(kāi)關(guān)⑦、提手⑧、測(cè)量?jī)呻娮璞戎档拈_(kāi)關(guān)⑩、單片COMS3 1/2 位雙積分A/D轉(zhuǎn)換器(11)組成。其簡(jiǎn)化電路方案是去掉⑦和內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn，改由儀器外部接入標(biāo)準(zhǔn)電阻或參考電阻。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的3 1/2 位數(shù)字式多用電阻測(cè)量?jī)x，其特征是可以測(cè)量0.01Ω－10000MΩ范圍內(nèi)的各種電阻值，而且20MΩ以上的電阻值是顯示的電導(dǎo)值、20MΩ以下至5MΩ范圍內(nèi)的電阻值也可以由電導(dǎo)值顯示；還可以測(cè)量?jī)呻娮璞戎?.001－－1000，以及相對(duì)誤差0.1％－10％。
3.根據(jù)權(quán)利1或2所述的3 1/2 位數(shù)字式多用測(cè)量?jī)x，其特征是測(cè)量精度保證在±0.2％－±1字內(nèi)。
專利摘要
一種用于電阻測(cè)量的3(1/2)位數(shù)字式多用電阻測(cè)量 儀，用3(1/2)位數(shù)字顯示器，用分檔開(kāi)關(guān)來(lái)指示讀數(shù)，具 有原理新穎、測(cè)量速度快、精度高、量程寬、操作簡(jiǎn) 單，可靠性與穩(wěn)定性好，成本低，便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，可 精確測(cè)定0.01Ω-10000MΩ范圍內(nèi)的電阻值，還可以 測(cè)量?jī)呻娮璞戎?.001-1000，以及相對(duì)誤差 0.1％-10％。測(cè)量精度達(dá)±0.2％±1字，可廣泛用 于生產(chǎn)檢測(cè)，科研和實(shí)驗(yàn)測(cè)量等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01R27/02GK86207705SQ86207705
公開(kāi)日1987年9月9日 申請(qǐng)日期1986年9月30日
發(fā)明者沙占友, 沙占為 申請(qǐng)人:沙占友, 沙占為導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan