简易电阻自动测试仪毕业设计

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1、简易自动电阻测试仪设计报告摘要电阻测试仪，是电子器件测量、分选不可缺少的工具，主要用于测试变压器、电机、互感器等设备的直流电阻，具有不受电抗影响、测量精度高、测试速度快及可用于方便地进行分选特点。简易自动电阻测试仪是以51单片机为核心，其工作原理是控制可控恒流源输出电流流经被测量电阻，将被测量电阻两端的电压经过调理并送至由ICL7135构成的AD电路，被测信号经AD转换送至单片机得出被测量电阻的阻值。本仪器有四档恒流源分别对应四个量程，通过单片机发送量程信号可以方便地进行量程的切换。显示及按键模块采用动态扫描方式，在程序

2、中通过定时器自动扫描显示及键检测可自动显示小数点和单位以及进行各种特效显示。关键词：电阻测试仪，单片机，可控恒流源，ICL7135，程控放大器24一、概述1.1课题要求1、基本要求（1）测量量程为100Ω、1kΩ、10kΩ、10MΩ四档。测量准确度为±（1%读数＋2字）。（2）3位数字显示（最大显示数必须为999），能自动显示小数点和单位,测量速率大于5次/秒。（3）100Ω、1kΩ、10kΩ三档量程具有自动量程转换功能。2．发挥部分（1）具有自动电阻筛选功能。即在进行电阻筛选测量时，用户通过键盘输入要求的电阻值和筛选的

3、误差值；测量时，仪器能在显示被测电阻阻值的同时，给出该电阻是否符合筛选要求的指示。（2）设计并制作一个能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化曲线的辅助装置，要求曲线各点的测量准确度为±（5%读数＋2字）,全程测量时间不大于10秒,测量点不少于15点。辅助装置连接的示意图如图1所示。（3）其他图1辅助装置连接示意图1.2课题分析根据上述要求可知，系统中需要含有一个智能控制核心，本设计拟采用以51单片机作为系统的控制核心。采用单片机控制单刀多掷开关实现不同阻值量程的档位切换。由要求第二点可知，系统采集数据的速率要大于5次/

4、秒，即系统中用于数据采集的模数转换器的采样速率要大于一定值。24由单片机控制显示器显示数字、小数点及单位。控制单元根据采集到的数据判断是否在临界点上，如果在临界点上，则控制量程自动切换，为避免数据大幅跳动，切换过程具有迟滞效应。电阻自动筛选功能，可由单片机核心控制程序实现，根据按键设定的输入数据，将测得的数据与设定值进行比较，电阻值在允许误差范围内，显示合格，超出允许误差范围，显示偏高或偏低，并发出报警。辅助装置的设计与制作，将电机与电位器轴承连接起来，让电位器随电机转动而转动，电机由辅助装置的单片机控制，电阻测试仪通过

5、串口将所测阻值传送给辅助装置中的单片机，该单片机根据相应数值驱动液晶屏描点，显示电位器随电机转动的阻值变化曲线。二、方案设计（原理说明及选用依据）2．1方案筛选本课题一般有两种方案可实现。方案一：电桥法测电阻基本电路原理图如下：图2电路由R1、R2、R3及待测电阻Rx组成电桥，R1、R2、R3的阻值均为已知，若Vcc为固定已知值，则B点电位也为固定已知值。A点电位随Rx变化而变化，通过差分放大器U1读出UAB，根据VA=UAB-VB可求出A点电位，由上面原理图可知Rx=（VA*R1）/(Vcc-VA),则可以得出待测电阻

6、Rx的阻值。24方案中要求Vcc及B点电位很稳定，因此就需要R1、R2、R3的阻值很稳定，这样它们的精度要求就比较高。。要求VCC很稳定，对电源的要求就比较高，实际操作中，稳定的电源电压不易实现，而且电阻存在温漂问题，所以要求Vcc及B点电位很稳定实际操作起来比较困难。方案二：恒流法测电阻系统框图如下：图3如图3所示，可控恒流源模块给待测电阻Rx提供恒定电流Is,Rx上即产生电压Ux，通过A/D由单片机读出电压Ux，根据Rx=Ux/Is得出Rx阻值。此方案精度可以做得比较高，实际操作难度适中。故本课题选方案二进行电路设计

7、。2．2元器件选型及主要器件介绍本系统中单片机采用宏晶科技的STC89C52,可控恒流源及程控放大器中采用的运算放大器为直流性能非常优越的OP177，为了确保可控恒流源提供的电流稳定，系统中采用的电流基准电阻均为0.5%精度，模数转换器采用ICL7135，显示电路由四位数码管及相关的发光二极管组成，输入设备由10个按键构成，辅助装置中的电位器采用上海新跃仪表厂生产的WDD35D4。下面对主要元器件进行介绍：（1）ICL7135  ICL7135是4位双积分A/D转换芯片，可以转换输出±20000个数字量，有STB选通控制

8、的BCD码输出，与微机接口十分方便。ICL7135具有精度高(相当于14位A/D转换)，价格低的优点。其转换速度与时钟频率相关，每个转换周期均有：自校准(调零)，正向积分(被测模拟电压积分)，反向积分(基准电压积分)和过零检测四个阶段组成，其中自校准时间为10001个脉冲，正向积分时间为10000个脉冲，反向积分直至