[实用新型]具有线路修正功能的高精度程控电阻发生装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电阻发生装置，尤其涉及一种具有线路修正功能的高精度程控电阻发生装置，属于高精度程控电阻发生装置的生产领域。

背景技术

程控电阻箱是一种用于工业控制、仪器仪表、测量测控等技术领域的电阻信号输出设备。其主要功能和一般市面上出售的普通手动电阻箱类似，即通过固定的输出端子向外部提供所需的各种电阻值信号，以满足使用的要求。两者不同的是普通的手动电阻箱提供电阻值信号的方式是采用人工手动的方式设置所需的电阻值，而程控电阻箱既可采用手动方式也可采用外部计算机以某种通信协议进行程序化控制的方式对电阻值信号进行设置并输出。无论是手动电阻箱还是程控电阻箱，在功能上都必须能够满足：对外输出一定范围内的任意电阻值信号；在性能上应该能够使输出的电阻值信号达到设计所预期的精度。只有同时满足功能和性能上的特定要求，才是具有实用价值的电阻箱设备。

普通的手动旋钮式电阻箱的电阻值精度可以达到0.001Ω级，其精度极高，但由于其采用旋钮式手工操作，在以前的技术方案中无法实现程序控制，其控制方式比较落后，尤其是在输出电阻值重复度较高的情况下显得费时费力，不利于现代工业的快速发展。

要使普通的手动电阻箱实现程控化，其关键是要实现电阻值的输出可编程，即在要求的电阻值范围内，可以以任意阻值输出。其设计方案只有在满足这个功能的基础上，才能借助现代广义上的嵌入式计算机技术，例如单片机电子线路板去具体实现。最普通也是最常见的传统方案，是采用继电器去组合不同高精密电阻器，形成某种电阻器阵列的方式实现要求范围内的各种电阻值的组合，从而实现对各种需求的电阻值的可编程。在市面上现有的各种类型的程控电阻设备，包括程控电阻卡、程控电阻箱几乎都采用了这样的实现方式。采用这种方案的优点是简单易行，只要电阻器阵列设计合理，可大大降低程控电阻设备的复杂程度。但这种方案最大的缺点是很难提高输出电阻信号的精度，因为任意阻值的输出是由带接触电阻的继电器的通断组合来实现的，当需要输出精度很高的电阻信号时，继电器触点的接触电阻将湮没所组合的高精密电阻器本身的阻值。在这种方案的基础上要提高输出电阻信号的精度，除了待组合的高精密电阻器本身精度要足够的好外，还必须要执行组合的继电器触点电阻必须尽可能的小。然而，由于继电器本身主要的技术指标一般都是通断电流的大小和通断次数，追求接触电阻很小的特种继电器其品种少，而且价格昂贵，这样就大大提高了程控电阻箱的成本并降低了其性价比。另外，由于程控电阻箱的使用必须频繁的变动其输出阻值，而机械式的触点通断过于频繁会极大的损害继电器触点的接触电阻性能，从而缩短程控电阻箱的使用寿命。采用这种方案实现的程控电阻设备一般只能达到0.1Ω级的电阻值精度，由于受方案缺陷所限，要进一步提高其输出精度将非常困难并且得不偿失，所以现有的程控电阻箱的普及程度还无法提高。

发明内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种兼具高精度和自动化的具有线路修正功能的高精度程控电阻发生装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型包括一个或多个独立的电阻发生系统，每个电阻发生系统均包括单片机控制器及其附属设备、电阻器及其附属设备，单片机控制器内嵌入有电阻输出程控程序，其创新之处在于，所述电阻器为旋钮式电阻器；所述单片机控制器的信号输出端依次与步进电机驱动装置及控制切换装置连接，控制切换装置设置有多个输出端，每个输出端分别与一个高精度步进电机的信号控制端连接，每个高精度步进电机的转轴分别通过连轴器与对应的旋钮式电阻器的波段开关轴杆连接。

通过单片机控制器，可以随心所欲地输出不同数量的步进脉冲信号，在步进电机驱动装置的驱动作用及控制切换装置的控制作用下，此脉冲信号会对每一个高精度步进电机的转轴的旋转角度进行精确控制，并将此精确控制的结果通过连轴器与波段开关轴杆分别传递给电阻箱内的每一个旋钮式电阻器，每一个电阻器代表整个电阻值的其中一位权值，这些权值被累加后即得到所需的电阻值，最终达到输出高精度电阻的目的。

由于使用了单片机技术，通过软件程序，还可以使该电阻箱具有较广范围内的电阻修正功能，用以克服外部导线连接产生的输入电阻误差，通过对外部导线电阻的定标后，通过修正设置数码轮手动设定好标定误差，经过内部程序处理，电阻箱会自动输出消除误差电阻后的电阻设定值，使最终到达线路终端的电阻值正好为用户的要求，就更进一步地提高了实际使用的电阻精度。