[发明专利]压阻桥模数转换多路电阻自动测控装置

摘要

本发明属于电子测量技术领域，具体涉及一种压阻桥模数转换多路电阻自动测控装置。本发明所提供的压阻桥模数转换多路电阻自动测控装置涉及电阻范围鉴别的多路自动检测控制。适用于电容器绝缘电阻的检测及其它器材绝缘电阻的测量或具有电阻传感器的时事控制系统作多路采集接口。本发明技术方案将电阻的测控通过两定值电压比值，和待测电阻与定值可调电阻比值的关系组成的类似于直流电阻桥路的电路，将电阻的模拟量转换为二进制的状态值；再通过多路采集、分时测控各路电阻的状态值，最终显示各路的测控结果。达到一次性检测或控制多路电阻限量值是否在规定范围的目的。

主权项

一种压阻桥模数转换多路电阻自动测控装置，其特征在于，该装置的测量方式是将电阻的测控通过两定值电压比值，和待测电阻与定值可调电阻比值的关系组成的类似于直流电阻桥路的电路，将电阻的模拟量转换为二进制的状态值；再通过多路采集、分时测控各路电阻的状态值，最终显示各路的测控结果；具体而言，所述装置包含：压阻桥模/数转换模块、多路自动采集模块、浮地有源二阶低通滤波模块以及边沿复合触发记忆显示模块；所述多路自动采集模块通过多路开关分别连接压阻桥模/数转换模块的被测电阻；所述浮地有源二阶低通滤波模块对压阻桥模/数转换模块的信号放大及信号转换过程进行信号检测；所述边沿复合触发记忆显示模块对信号变换后的输出信号进行测控结果显示；其中，所述压阻桥模/数转换模块为该装置的关键子模块，该模块用于实现多路检测，同时用于改善测量电路的输入特性；其检测函数关系经推算归纳为：所测电阻与固定可调电阻的比值等于实验电压和基准电压的比值，把这个测量方式称为压阻桥；其所测量的数据是模拟量经转换并最终输出二进制状态量的结果，由此将整个测量过程称为压阻桥模/数转换；所述压阻桥模/数转换模块利用高阻抗、高精密的运算放大器作电阻测量的一级放大器，其中，将实验电压（VX）作为检测运放输入电压，被测电容器的绝缘电阻（RX）作为检测运放输入电阻，可调定值电阻作为检测运放的反馈电阻（RN）；检测运放输出电压输入到比较器正向输入端与负向输入端基准电压比较后输出电平信号；使所测阻值由满足工艺要求和不满足工艺要求的两种情况，变换为高电平和低电平两种输出方式，分别代表合格和不合格两种状态；其中，所述绝缘电阻测量的数学模型如下所示：RX=VX/VN*RN；其中，RX：被测电容器绝缘电阻；RN：可步进调整的定值电阻；VX：实验电压；VN：比较器基准电压；为拓宽测量范围，中间增加一级可调放大倍数的第二级放大器，使测量值的倍率可调；由此，绝缘电阻变为：RX=A*VX/VN*RN；其中，A：二级放大器的放大倍数（倍率）；由上式可知测量电阻的大小由放大倍数A、电压比值VX/VN以及可调定值电阻RN决定；被测电阻的测量范围可以通过改变可调定值电阻的范围进行改变；其中，所述多路自动采集模块利用可调555定时器作时钟信号源，控制两只十进制计数器组成的十八进制计数器，分时推动由十八只继电器构成的双刀十八位自动多路转换开关；其中一组转换开关作为多路采集器的测量插座选择开关，分别采集十八只被测电容器的绝缘电阻值；同时另一组转换开关分时控制十八只寄存器，分时存储并显示各路电容器绝缘电阻值的状态信息；其中，所述浮地有源二阶低通滤波模块利用测量电路交直流状态下的不同特性，增加一级运算放大器，既作为有源二阶低通滤波器；同时又作为检测运放正向输入端接地电阻的浮地；其中，所述边沿复合触发记忆显示模块，其在电路中利用脉冲信号高电平触发电子开关转换，下降沿打开寄存器及显示电路，由于555定时器驱动十八进制计数器采用上升沿触发，因而电子开关遇上升沿转接，所以测试时间为定时器的周期，也就是调节定时器的周期只改变每只电容器的测量时间，而不会改变两回路之间的转接时间。