[发明专利]一种阻抗测量装置及其实现校准补偿的方法

摘要

本发明公开了一种阻抗测量装置及其实现校准补偿的方法，属于阻抗测量技术领域，包括测量电缆、测量夹具、自动平衡桥、降频电路、A/D转换电路、FPGA、存储器和CPU。本发明采用自动平衡桥原理进行阻抗测量，具有测量精度高、测量速度快、阻抗测量范围广等优点；采用四端对连接方式，使得阻抗测量范围得到提高；通过降频电路，将高频信号转化为固定频率的低频信号，提高了信号相位测量精度；对被测件进行测量时，根据不同的测量条件，选择相应的校准值对阻抗测量值进行补偿，提高了阻抗测量精度。

主权项

1.一种阻抗测量装置，其特征在于：包括测量电缆、测量夹具、自动平衡桥、第一选择开关、降频电路、A/D转换电路、FPGA、存储器和CPU；所述测量电缆和测量夹具采用四端对接口方式连接；所述自动平衡桥包括激励源、过零检测电路、调制‑解调电路和量程电阻；所述激励源，被配置为用于为被测件提供激励源信号；所述过零检测电路，被配置为用于对误差电流进行过零检测并进行信号处理；所述调制‑解调电路，被配置为用于对过零检测电路输出的信号进行调制和解调；所述量程电阻，被配置为用于根据被测件的阻抗范围，选择合适的电阻挡位；所述降频电路，被配置为用于将高频测量信号转化为固定频率的低频信号；所述A/D转换电路，被配置为用于经过降频电路处理后的模拟信号转换为数字信号；所述FPGA，被配置为用于将转换后的数字信号进行数据处理；所述CPU，被配置为用于进行阻抗计算和分析；所述存储器，被配置为用于存储各种校准数据；在自动平衡桥达到平衡状态时，两路电压信号首先进入降频电路，降频电路将高频测量信号转化为固定频率的低频信号后送入A/D转换电路，A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号后送入FPGA中进行数据处理，FPGA将数据进行处理后送入到CPU中，进行阻抗计算和分析，并将各校准值写入存储器中，并根据测量条件，对阻抗值进行相应的补偿，得到相应的阻抗补偿值；所述降频电路包括第二选择开关、第三选择开关、乘法器、缓冲器、加法器、滤波器、信号发生器以及信号处理器；乘法器包括第一乘法器和第二乘法器；缓冲器包括第一缓冲器、第二缓冲器、第三缓冲器和第四缓冲器；滤波器包括第一滤波器和第二滤波器；信号处理器包括第一信号处理器和第二信号处理器；第二选择开关的其中一个触点通过线路连接至第一缓冲器的输入端，第一缓冲器的输出端通过第一滤波器连接至第三选择开关的一个触点；第二选择开关的另外一个触点通过线路分别连接至第一乘法器和第二乘法器的输入端；信号发生器分别与第一信号处理器和第二信号处理器通过线路连接，第一信号处理器和第二信号处理器分别通过线路连接至第一乘法器和第二乘法器的输入端；第一乘法器的输出端连接至第二缓冲器的输入端，第二缓冲器的输出端连接至加法器的一端；第二乘法器的输出端连接至第三缓冲器的输入端，第三缓冲器的输出端连接至加法器的另一端；加法器的输出端连接至第四缓冲器的输入端，第四缓冲器的输出端通过第二滤波器连接至第三选择开关的另外一个触点；第二选择开关通过线路和第一选择开关连接；第三选择开关通过线路和A/D转换器连接。