[发明专利]一种单电源供电测量电阻的装置

说明书

本发明提出了一种单电源供电测量电阻的装置，所述装置包括精密电压源输出电路和电流测量电路，所述精密电压源输出电路的电压信号输出端与所述电流测量电路的电压信号输入端连接；所述精密电压源输出电路，用于通过单电源生成所述电流测量电路所需的电压源；所述电流测量电路，用于通过所述精密电压源输出电路输入的电压源对被测电阻的阻值进行测量。本发明通过单极性电源实现了电阻的测量，整个电路没有负电源，因此也节省了传统的电源极性转换电路和极性反相及信号调理电路。

技术领域

本发明涉及阻值测量领域，尤其涉及一种单电源供电测量电阻的装置。

背景技术

欧姆定律R＝V/I是电阻的一个很重要的特性，可以运用此特性测量电阻的阻值。已知被测电阻两端的电压V，以及流过的电流I就可以按照公式求出阻值的大小。被测电阻阻值范围的大小不同，实现方法也有不同。当电阻比较大时，例如10⁵欧姆至10¹²欧姆，采用同时测量电阻两端的电压和电流的方法，有它的局限性。因为直接测量电阻两端的电压，需要测量电路具有极大的输入阻抗，不然测试两端并联在高阻上，改变了高阻原来的阻值。所以高阻测量中一般采用固定电压，测量电流的方法，进而计算出阻值。

如图1所示是最简单的固定电压测量电流的高阻测试电路，VIN是已知的，通过测量档位电阻Rn(n＝1，2…N)上的电压，计算出流过RX的电流V1/Rn。这样做的缺点是，当RX很小时VIN直接加到电压测量电路上，会造成电路的损坏。而且Rn(n＝1，2…N)等电阻阻值本身也很大，导致高阻测量时电压测量电路的输入阻抗与之并联，计算出来的电流有很大的偏差。

图2所示是目前比较通用的双极性电源供电测量高阻阻值的电路，VIN是已知幅度的精密电压源。利用运放的虚短特性，在正常工作时，V1＝0V，I1＝I2+I3。采用低偏置电流的运放可以尽量降低I3的所占的比例，使I1≈I2，则RX＝VIN/I2＝-VIN*Rn/V2，后续可以通过信号调理电路以及AD采样电路来求出V2大小。因为根据欧姆定律V2＝-Rn*I2。实际电路工作时V2将是负电压，后面的极性取反以及信号调理电路将负责把负电压变换成合适的正电压以供AD采样。

此电路的优点是V2的电压幅度不会超过运放供电的正负电源幅度，对后级电路是安全的，控制起来也很简单。这个电路的运放和后级的信号取反都需要用到双极性电源的运放，如果只有单电源供电的情况下，还需要额外的电源变换电路变换出负电源。不但增加了电源变换电路，而且后级还需要增加额外的反相电路。

发明内容

为解决上述技术问题之一，本发明提供了一种单电源供电测量电阻的装置，所述装置包括精密电压源输出电路和电流测量电路，所述精密电压源输出电路的电压信号输出端与所述电流测量电路的电压信号输入端连接；

所述精密电压源输出电路，用于通过单电源生成所述电流测量电路所需的电压源；

所述电流测量电路，用于通过所述精密电压源输出电路输入的电压源对被测电阻的阻值进行测量。

优选地，所述精密电压源输出电路包括：电压源VCC、双极性晶体管Q1、双极性晶体管Q2、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、运算放大器A1和电压基准芯片；

所述电压源VCC的电压输出端同时与所述电压基准芯片的电压输入端、电阻R12的一端、双极性晶体管Q1的发射极和运算放大器A1的电源输入端连接；

所述电压基准芯片的电压输出端同时与所述电流测量电路的电压输入端和运算放大器A1的正向输入端连接；

所述运算放大器A1的反向输入端同时与所述电阻R10的一端和电阻R11的一端连接；

所述运算放大器A1的输出端与所述双极性晶体管Q2的基极连接；

所述双极性晶体管Q2的发射极与所述电阻R11的另一端连接并接地；