專利名稱：全自動(dòng)電阻校驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)電阻器、電阻箱、電位差計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)電池的全自動(dòng)電阻校驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電阻校驗(yàn)方式如附圖1所示，被測電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻串聯(lián)，恒流源輸出穩(wěn)定電流，然后用電壓表分別測量被測電阻和標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端的壓降值，根據(jù)UN/RN＝Ux/Rx，得到被測電阻的實(shí)測值Rx＝RN(Ux/UN)，其測量準(zhǔn)確度由恒流源的電流穩(wěn)定度、電壓表的測量精度以及標(biāo)準(zhǔn)電阻的等級(jí)來保證。由于國內(nèi)外現(xiàn)有的電壓表的測量精度和靈敏度可以達(dá)到較高的指標(biāo)，所以恒流源的輸出特性是保證電阻校驗(yàn)精確度的關(guān)鍵，尤其是在低值電阻的校驗(yàn)中，恒流源輸出的大電流的穩(wěn)定性是至關(guān)重要的。現(xiàn)有的一些電阻校驗(yàn)設(shè)備在低阻端的測量精度往往得不到保證。并且手動(dòng)測試或檢定工作方式，受外部環(huán)境及人為因素影響比較大，可靠性差，容易發(fā)生各種差錯(cuò)，而且單次測試的周期較長，工作效率比較低。無法滿足對(duì)測試精度或測試范圍的更高的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出一種可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和統(tǒng)計(jì)、且高精度低阻測量的全自動(dòng)電阻校驗(yàn)裝置。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種全自動(dòng)電阻校驗(yàn)裝置，包括恒流源、標(biāo)準(zhǔn)電阻和電壓表，以及主控制器、電流擴(kuò)展器和自動(dòng)掃描開關(guān)，所述主控制器通過接口與所述電壓表相連，主控制器的控制信號(hào)輸出端與所述自動(dòng)掃描開關(guān)的控制端相連，所述電流擴(kuò)展器和恒流源的電流輸出端分別與所述自動(dòng)掃描開關(guān)的電流輸入端相連，所述自動(dòng)掃描開關(guān)的電流輸出端與所述標(biāo)準(zhǔn)電阻相連，所述標(biāo)準(zhǔn)電阻的電壓值、被測電阻的電壓值分別通過所述電壓表傳輸?shù)剿鲋骺刂破鳌?br> 所述恒流源為短期穩(wěn)定度達(dá)10-6量級(jí)/10min、內(nèi)阻108～1011Ω、輸出電流0～50mA的標(biāo)準(zhǔn)電源。
所述電流擴(kuò)展器為短期穩(wěn)定度小于10-6量級(jí)/10min、輸出電流為0.5A～5A的輔助電源。
所述接口為RS232串行接口或GPIB接口卡。
所述標(biāo)準(zhǔn)電阻為內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)電阻或外置標(biāo)準(zhǔn)電阻。
所述主控制器為PC機(jī)。
所述電壓表為量程1nV～100V的直流數(shù)字納伏計(jì)。
本實(shí)用新型的有益效果由于采用PC機(jī)作為主控制器，實(shí)時(shí)采樣記錄數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理，包括修正溫度對(duì)電阻值的影響，并可通過多種方式輸出數(shù)據(jù)；在測試低阻時(shí)，主控制器發(fā)送電流換向指令，自動(dòng)掃描開關(guān)根據(jù)指令將恒流源輸出的電流反向輸出到被測電阻上，如此多次反復(fù)，主控制器將測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，將觸點(diǎn)熱電勢帶來的誤差基本消除、減小熱電勢干擾。本實(shí)用新型在測量范圍為0.001歐姆～100000歐姆之間時(shí)，測量精度可達(dá)0.0003％～0.0006％。


圖1為電阻校驗(yàn)的原理框圖；圖2為全自動(dòng)電阻校驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)原理框圖；具體實(shí)施方式
參見附圖2，本實(shí)用新型的一種全自動(dòng)電阻校驗(yàn)裝置由數(shù)字納伏計(jì)、主控制器、電流擴(kuò)展器、標(biāo)準(zhǔn)電阻、高精度恒流源、自動(dòng)掃描開關(guān)組成，標(biāo)準(zhǔn)電阻、高精度恒流源和自動(dòng)掃描開關(guān)安裝在主控制器內(nèi)部，數(shù)字納伏計(jì)通過專用接口與主控制器相連，高精度恒流源和電流擴(kuò)展器輸出的電流都通過自動(dòng)掃描開關(guān)輸出，如果采用內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)電阻作校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，則自動(dòng)掃描開關(guān)輸出的電流IOUT要流經(jīng)內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)電阻再到被測電阻；如果采用外部標(biāo)準(zhǔn)，則自動(dòng)掃描開關(guān)輸出的電流IOUT要流經(jīng)外置標(biāo)準(zhǔn)電阻再到被測電阻。其中自動(dòng)掃描開關(guān)可為市售的電子變向器。
本實(shí)用新型的數(shù)字納伏計(jì)1采用吉時(shí)利公司的2182型直流數(shù)字納伏計(jì)，其量程為1nV～100V，滿量程下測試精度為0.0002％，通過RS232接口與主控制器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，接收由主控制器發(fā)出的測試指令，并將被測電阻的端電壓VIN1和標(biāo)準(zhǔn)電阻的端電壓VIN2實(shí)時(shí)發(fā)送回主控制器。
本實(shí)用新型的主控制器采用PC機(jī)作為自動(dòng)控制裝置，主控制器將控制指令發(fā)送到自動(dòng)掃描開關(guān)，驅(qū)動(dòng)高精度恒流源或電流擴(kuò)展器3輸出電流，開始測試工作。然后主控制器2接收數(shù)字納伏計(jì)1實(shí)時(shí)送回的測量數(shù)據(jù)，采用標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)及誤差計(jì)算方法，算出檢測結(jié)果通過液晶屏顯示出來并保存。主控制器2通過RS232串行口實(shí)現(xiàn)與數(shù)字納伏計(jì)1的通訊，也可以通過擴(kuò)展GPIB接口卡實(shí)現(xiàn)GPIB儀表總線通訊。
本實(shí)用新型在進(jìn)行電阻校驗(yàn)時(shí)采用了市售的高精度恒流源，其技術(shù)指標(biāo)為輸出電流0～50mA，內(nèi)阻為108～1011Ω，短期穩(wěn)定度達(dá)到10-6量級(jí)/10min。此時(shí)外部的待測電阻對(duì)電流的影響被降低到極小，大大減小了系統(tǒng)的誤差。
本實(shí)用新型在測量低值被測電阻時(shí)為了提高電源電流而采用了電流擴(kuò)展器作為輔助電源，其原理與高精度恒流源一致，但輸出電流為0.5A～5A，短期穩(wěn)定度小于10-6量級(jí)。其中測試0.1Ω標(biāo)準(zhǔn)電阻時(shí)輸出電流為0.5A、測試0.01Ω標(biāo)準(zhǔn)電阻時(shí)輸出電流為1A、測試0.001Ω標(biāo)準(zhǔn)電阻時(shí)輸出電流為5A。電流擴(kuò)展器也為市售產(chǎn)品。
為了消除觸點(diǎn)熱電勢對(duì)測試結(jié)果的影響，本實(shí)用新型采用電流換向的方法，在完成一次測量后，由主控制器發(fā)送電流換向指令，自動(dòng)掃描開關(guān)根據(jù)指令將恒流源輸出的電流反向輸出到被測電阻上，系統(tǒng)再測一次。如此多次反復(fù)，將測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，就可以將觸點(diǎn)熱電勢帶來的誤差基本消除。
本實(shí)用新型內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)電阻4，如果配用的是一等標(biāo)準(zhǔn)電阻，則可以檢定二等標(biāo)準(zhǔn)電阻及以下各等級(jí)直流標(biāo)準(zhǔn)電阻。內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)電阻等級(jí)降低，則可以檢定的直流電阻等級(jí)也相應(yīng)降低。
權(quán)利要求1.一種全自動(dòng)電阻校驗(yàn)裝置，包括恒流源、標(biāo)準(zhǔn)電阻和電壓表，其特征在于還包括主控制器、電流擴(kuò)展器和自動(dòng)掃描開關(guān)，所述主控制器通過接口與所述電壓表相連，主控制器的控制信號(hào)輸出端與所述自動(dòng)掃描開關(guān)的控制端相連，所述電流擴(kuò)展器和恒流源的電流輸出端分別與所述自動(dòng)掃描開關(guān)的電流輸入端相連，所述自動(dòng)掃描開關(guān)的電流輸出端與所述標(biāo)準(zhǔn)電阻相連，所述標(biāo)準(zhǔn)電阻的電壓值、被測電阻的電壓值分別通過所述電壓表傳輸?shù)剿鲋骺刂破鳌?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)電阻校驗(yàn)裝置，其特征在于所述恒流源為短期穩(wěn)定度達(dá)10-6量級(jí)/10min、內(nèi)阻108～1011Ω、輸出電流0～50mA的標(biāo)準(zhǔn)電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)電阻校驗(yàn)裝置，其特征在于所述電流擴(kuò)展器為短期穩(wěn)定度小于10-6量級(jí)/10min、輸出電流為0.5A～5A的輔助電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)電阻校驗(yàn)裝置，其特征在于所述接口為RS232串行接口或GPIB接口卡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)電阻校驗(yàn)裝置，其特征在于所述標(biāo)準(zhǔn)電阻為內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)電阻或外置標(biāo)準(zhǔn)電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5之一所述的全自動(dòng)電阻校驗(yàn)裝置，其特征在于所述主控制器為PC機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～5之一所述的全自動(dòng)電阻校驗(yàn)裝置，其特征在于所述電壓表為量程1nV～100V的直流數(shù)字納伏計(jì)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種全自動(dòng)電阻校驗(yàn)裝置。它包括恒流源、標(biāo)準(zhǔn)電阻和電壓表，以及主控制器、電流擴(kuò)展器和自動(dòng)掃描開關(guān)，所述主控制器通過接口與所述電壓表相連，主控制器的控制信號(hào)輸出端與所述自動(dòng)掃描開關(guān)的控制端相連，所述電流擴(kuò)展器和恒流源的電流輸出端分別與所述自動(dòng)掃描開關(guān)的電流輸入端相連，所述自動(dòng)掃描開關(guān)的電流輸出端與所述標(biāo)準(zhǔn)電阻相連，所述標(biāo)準(zhǔn)電阻的電壓值、被測電阻的電壓值分別通過所述電壓表傳輸?shù)剿鲋骺刂破鳌１緦?shí)用新型解決了低值電阻的校驗(yàn)中，測量精度得不到保證、且手動(dòng)測試或檢定工作方式受外部環(huán)境及人為因素影響比較大、可靠性差的問題。
文檔編號(hào)G01R27/02GK2874514SQ200620040348
公開日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2006年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月21日
發(fā)明者陳正榮, 朱慶發(fā), 吳維華, 董亞峰 申請(qǐng)人:上海儀器儀表研究所, 上海蘭斯汀儀表研究所