基于c8051f005单片机的小电阻测试仪

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1、基于C8051F005单片机的小电阻测试仪王禹桥李威严旭（徐州中国矿业大学机电与材料工程学院硕研2002，江苏徐州221008）[摘要]介绍了一种新型小电阻测试仪的测量原理及其系统设计，包括系统的硬件和软件设计。该仪器选用CYGNAL公司的低功耗单片机C8051F005作为核心，具有数据存储、通讯以及LCD显示等各种功能。该测试仪具有低功耗、高精度、携带方便等特点，除了在实验室实用外，特别适于在工作现场的测量，把所测得的数据保存在单片机里，然后输入上位机，通过上位机强大的功能对数据进行分析处理。[关键词]小电阻；测试仪；C8051F005；单片机[中图分类号]TH82[文献标识码]BAme

2、asuringinstrumentoflittleresistancebyusingC8051F005chipmicrocomputer(ChinaUniversityofMining&Technology,JiangsuXuzhou221008,China)Abstract:Thispaperpresentsthemeasuringprincipleanddesignofanewportablemeasuringinstrumentoflittleresistance,includingitsdesignofhardwareandsoftware.Theultralow-powerC80

3、51F005producedinCYGNALCorphasbeenasthecoreofthissystem,andsothisinstrumentcancompletedatamemorizing,communication,LCDdisplayingandotherfunctions.Lowerpower-consuming,highaccuracyandportableareallitspeculiarities.Soinparticularitcanbeproperlyusedinworkfieldbesidesinthelab,thedatasampledcanbesavedin

4、themicrocomputerandtransferredtocomputer,dataprocessingcanbedonebycomputer.Keywords:LittleResistance;Measuringinstrument;C8051F005;chipmicrocomputer1、引言在电路测试过程中常常会碰到由于忽略某些小电阻的影响引起实验数据与理论值之间存在较大误差，从而影响测试效果。例如电感器、变压器中往往存在铜电阻，地铁铁轨的电阻；由于其数值较小，一般的指针万用表无法测量出来；通常实验室里会用电桥进行测量，但电桥操作手续较烦，又不能直接读出被测电阻阻值。鉴于此，我

5、们采用了单片机，利用单片机的优势设计了该测量仪。该测量仪可直接从LCD显示屏上读出所测得的电阻值，测量范围为10μΩ～2.9999kΩ，同时可以把测试的数据进行储存，然后经串行口送入上位机，通过上位机的强大功能，可以对所测得的数据进行分析、处理。该测试仪的测量精度高达±0.1%，并采用四端测量法，电阻值不受引线长短及接触电阻的影响。不仅测量简便，读数直观，且测量精度、分辨率也高于一般电桥。可用于实验室、研究所，尤其适用于工作现场。2、测试原理如上图本机的基本原理是采用在被测电阻上通过已知的恒定电流,取出被测电阻上的压降，经放大器放大转换为0～3V直流电压，然后送入C8051F005A/D转

6、换的输入端，经单片机处理，最后经过液晶显示器直接显示电阻阻值。由于要实现对微小电阻的测量，所以要求放大器的分辨率高(高潮达10μV)，线性度好，输入阻抗高，并要求漂移低、抑制噪声和抗干扰能力强，为此我们设计了如图2中信号处理电路所示的差动放大器。此放大器由运放A1、A2组成第一级差分式电路，A3组成第二级差分式电路，R3、R4、RW组成反馈网络,引入了深度电压串联负反馈，故有较高的输入阻抗，且A1、A2都选同相端作为输入端，则它们的共模输出电压和漂移电压也都相等，再经过A3组成的差分式电路，可以互相抵消，故它有很强的共模抑制能力和较小的输出漂移电压；A4是电压反向跟随器，其作用是使前后级隔

7、离。分析此电路可得下列方程。U1+U2U1−U2（1）U1=U1+×R3U2=U2+×R4RwRwR8U1−×U2R6+R8()RRU3=U1−×5+7（2）R5当R5=R7、R6=R8时，上述方程化简可得：R3+R4U3=(1+)×(U2−U1)从图中可知U1−U2=Ux。由此可得：RwR3+R4R3+R4U4=(1+)×Ux=(1+)×I×Rx（3）RwRw从(3)式知输出电压U4与被测电阻RX成正比。放大器的倍数由