CN105866544B - 一种电子设备无源电阻的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电子设备无源电阻的检测方法，根据测试电阻的理论范围，选择合理的可调电阻档位，并在固定的时间点进行采集和测量，在测量不同范围区间的电阻时，切换可调电阻到不同的档位，根据所选择的档位，采用直流交替测量法进一步提高电阻的精度，最后结合以上两种方法采用曲线拟合的方法计算电子设备电阻值。本发明所述技术方案保证了测量精度和准确性，具有很强的工程应用价值。

Description

一种电子设备无源电阻的检测方法

技术领域

本发明涉及电阻的检测方法。更具体地，涉及一种电子设备无源电阻的检测方法。

背景技术

电子设备无源电阻检测在电子设备加电前，对电子设备的各个通路进行检查，检查各信号和信号回线之间的通路和信号之间断路情况，检查信号与机壳之间的通断情况，并对数据进行显示和传输。传统的无源电阻检测先选择大档位进行电阻测试，若检测到电阻值较小，则选择相对应的档位进行电阻测试。在一次导通电阻通路较多的性能测量中，增加了电阻值测量的时间。特别是增加了由于多次变换档位带来的测量值不确定度。

因此，需要提供一种电子设备无源电阻的检测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子设备无源电阻的检测方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种电子设备无源电阻的检测方法，该方法包括如下步骤：

S1、根据待测电阻的型号将待测电阻R_x分组；

S2、分别按照第一种和第二种检测电阻的电路连接方法连接检测电阻的电路，并估算待测电阻R_x的估算值R_x’；

S3、采用直流交替测量法计算待测电阻R_x的计算值R_x”；

S4、根据待测电阻R_x的估算值R_x’和待测电阻R_x的计算值R_x”计算待测电阻R_x的阻值R_x”’；

第一种检测电阻的电路连接方法为：将可调电阻R_P的输入端和输出端分别连接直流电源E的输出端和输入端，待测电阻R_x的输入端和输出端分别连接直流电源E的输出端和双向转换开关的输入端b，双向转换开关的输入端a和输出端分别连接直流电源E的输出端和电压表的输入端，电流表的输入端和输出端分别连接双向转换开关的输入端b和基准电阻R₀的输入端，电压表的输出端和基准电阻R₀的输出端分别连接可调电阻R_P的调节端，根据待测电阻R_x的组别调节可调电阻R_P的值到测试值；

第二种检测电阻的电路的连接方法为：将可调电阻R_P的输入端和输出端分别连接直流电源E的输出端和开关S的输入端，开关S的输出端连接直流电源E的输入端，电压表、基准电阻R₀和待测电阻R_x的输入端分别连接直流电源E的输出端，电压表和基准电阻R₀的输出端分别连接电流表的输入端，开关S₁的输入端和输出端分别连接待测电阻R_x的输出端和电流表的输入端，电流表的输出端连接可调电阻R_P的调节端，根据待测电阻R_x的组别调节可调电阻R_P的值到测试值；

优选地，步骤S1中进一步包括将待测电阻的型号将待测电阻分为5组，分组规则为：

第一组：R_x<1Ω；

第二组：1Ω<R_x<100Ω；

第三组：100Ω<R_x<1000Ω；

第四组：1000Ω<R_x<100000Ω；

第五组：100000Ω<R_x。

优选地，步骤S2进一步包括如下子步骤：

S2.1、按照第一种检测电阻的电路连接方法连接检测电阻的电路，并估算待测电阻R_x的第一估算值；

S2.2、利用与第一种检测电阻的电路连接方法连接检测电阻的电路中相同的电流表、电压表、可调电阻R_P和基准电阻R₀，按照第二种检测电阻的电路连接方法连接检测电阻的电路，并估算待测电阻R_x的第二估算值；

S2.3、将待测电阻R_x的第一估算值和待测电阻R_x的第二估算值取平均值，得到待测电阻R_x估算值R_x’。

优选地，步骤S2.1进一步包括如下子步骤：

S2.1.1、双向转换开关的电键接电流输入端a，分别读取电压表和电流表的数值U₁、I₁，则可得：

公式中，R_A为电流表内阻值；

S2.1.2、双向转换开关的电键接电流输入端b，分别读取电压表和电流表的数值U₂、I₂，则可得：

公式中，R_A为电流表内阻值；

S2.1.3、计算待测电阻R_x的第一估算值，公式如下：

优选地，步骤S2.2进一步包括如下子步骤：

S2.2.1、闭合开关S且断开开关S₁，分别读取电压表和电流表的数值U₃、I₃，则可得：

S2.2.2、闭合开关S和开关S₁，分别读取电压表和电流表的数值U₄、I₄，则可得：

S2.2.3、计算待测电阻R_x的第二估算值，公式如下：

优选地，步骤S3进一步包括如下子步骤：

S3.1、在按照第二种检测电阻的电路连接方法连接检测电阻的电路中断开开关S且闭合开关S₁，实时采样电流表的直流电流，拟合直流电流衰减曲线；

S3.2、调节可调电阻R_p到最大值，计算电阻衰减值s,公式如下：

s＝1/M²

公式中，M为可调电阻R_p为最大值时电压表测量的直流电压值；

S3.3、调节可调电阻R_p到根据待测电阻R_x的组别选择的测试值，根据最大直流输入时的电阻衰减值s和电压表测量的直流电压值M计算待测电阻R_x的计算值，公式如下：

R_x”＝s/(Vbus/M)；

公式中，Vbus为可调电阻R_p为根据待测电阻R_x的组别选择的测试值时的直流电压值。

优选地，步骤S4进一步包括如下子步骤：

将待测电阻R_x的估算值R_x’和待测电阻R_x的计算值R_x”取平均值得出待测电阻的阻值，公式如下：

R_x”’＝(R_x’+R_x”)/2。

本发明的有益效果如下：

本发明所述技术方案保证了测量精度和准确性，其中根据待测电阻的型号将待测电阻分组提高了检测精度，在估算待测电阻值的过程中采用两种均能够消除电流表和电压表的内阻带来的误差的检测电阻的电路连接方法，在采用直流交替测量法计算电阻值的过程中将微型计算机和高速A/D转换器与电流表相连接,并结合采样直流电流衰减曲线进行辨识，通过微型计算机和高速A/D转换器计算被测电阻的阻值既提高数据处理精度，又避免人工采样和手工作图引起的误差。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出电子设备无源电阻检测流程图。

图2示出第一种检测电阻的电路示意图。

图3示出第二种检测电阻的电路示意图。

图4示出直流电流衰减曲线示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

本实施例提供的电子设备无源电阻的检测方法包括如下步骤：

Step1、根据待测电阻的型号将待测电阻分组；

Step2、分别按照第一种和第二种检测电阻的电路连接方法连接检测电阻的电路，并估算待测电阻R_x的估算值；

Step3、采用直流交替测量法计算待测电阻R_x的计算值；

Step4、将待测电阻R_x的估算值R_x’和计算值R_x”取平均值得出待测电阻的阻值；

具体过程如下：

Step1、根据待测电阻的型号将待测电阻分组，共分成5组，设待测电阻为R_x，则分组规则如下：

第一组：R_x<1Ω；

第二组：1Ω<R_x<100Ω；

第三组：100Ω<R_x<1000Ω；

第四组：1000Ω<R_x<100000Ω；

第五组：100000Ω<R_x。

Step2、分别按照第一种和第二种检测电阻的电路连接方法连接检测电阻的电路，并估算待测电阻R_x的估算值；

其中

如图2,图3所示的第一种检测电阻的电路连接方法和第二种检测电阻的电路连接方法是本实施例提供的电子设备无源电阻的检测方法的电路连接方法，两种检测电阻的电路连接方法均能够消除电流表和电压表的内阻带来的误差，两种检测电阻的连接方法中可调电阻的作用是根据待测电阻R_x的组别调节通过待测电阻R_x的电流值并调节电流表的值处在量程范围内。

如图2所示的第一种检测电阻的电路的连接方法为：将可调电阻R_P的输入端和输出端分别连接直流电源E的输出端和输入端，待测电阻R_x的输入端和输出端分别连接直流电源E的输出端和双向转换开关的输入端b，双向转换开关的输入端a和输出端分别连接直流电源E的输出端和电压表的输入端，电流表的输入端和输出端分别连接双向转换开关的输入端b和基准电阻R₀的输入端，电压表的输出端和基准电阻R₀的输出端分别连接可调电阻R_P的调节端，根据待测电阻R_x的组别调节可调电阻R_P的值到测试值；

如图3所示的第二种检测电阻的电路的连接方法为：将可调电阻R_P的输入端和输出端分别连接直流电源E的输出端和开关S的输入端，开关S的输出端连接直流电源E的输入端，电压表、基准电阻R₀和待测电阻R_x的输入端分别连接直流电源E的输出端，电压表和基准电阻R₀的输出端分别连接电流表的输入端，开关S₁的输入端和输出端分别连接待测电阻R_x的输出端和电流表的输入端，电流表的输出端连接可调电阻R_P的调节端，根据待测电阻R_x的组别调节可调电阻R_P的值到测试值；

步骤Step2具体包括如下子步骤：

Step2.1、按照第一种检测电阻的电路连接方法连接检测电阻的电路，并估算待测电阻R_x的第一估算值；

其中，估算待测电阻R_x的第一估算值的过程为：

Step2.1.1、双向转换开关的电键接电流输入端a，读得电压表和电流表的数值U₁、I₁，则可得：

Step2.1.2、双向转换开关的电键接电流输入端b，读得电压表和电流表的数值U₂、I₂，则可得：

Step2.1.3、根据公式(1)和公式(2)计算出待测电阻R_x的第一估算值，公式如下：

Step2.2、利用与第一种检测电阻的电路连接方法连接检测电阻的电路中相同的电流表、电压表、可调电阻R_P和基准电阻R₀，按照第二种检测电阻的电路连接方法连接检测电阻的电路，并估算待测电阻R_x的第二估算值；

其中，检测并估算待测电阻R_x的第二估算值的过程为：

Step2.2.1、闭合开关S且断开开关S₁，读得电压表和电流表的数值U₃、I₃，则可得：

Step2.2.2、闭合开关S和开关S₁，读得电压表和电流表的数值U₄、I₄，则可得：

Step2.2.3、根据公式(4)和公式(5)计算出待测电阻R_x的第二估算值，公式如下：

Step2.3、将待测电阻R_x的第一估算值和第二估算值取平均值，得到待测电阻R_x估算值R_x’。

Step3、采用直流交替测量法计算待测电阻R_x的计算值；

直流交替测量法的基本原理是利用电枢绕组中达到稳定的直流电流因失去激励电压而经电阻衰减到零的过渡过程来确定电阻的参数，采用直流交替测量法计算电阻值包括如下步骤：

Step3.1、在按照第二种检测电阻的电路连接方法连接检测电阻的电路中断开开关S且闭合开关S₁，实时采样电流表的直流电流，拟合直流电流衰减曲线，其中直流电流衰减曲线如图4所示，直流电流的衰减曲线可以用指数函数来表示，指数项的数目取决于耦合回路的多少；

Step3.2、调节可调电阻R_p到最大值，即通过待测电阻R_x的电流值最大，计算待测电阻R_x最大直流输入的电阻衰减值s,公式如下：

s＝1/M²；

公式中，M为可调电阻R_p为最大值时电压表测量的的直流电压值；

Step3.3、调节可调电阻R_p到根据待测电阻R_x的组别选择的测试值，根据最大直流输入时的电阻衰减值s计算待测电阻R_x的计算值，公式如下：

R_x”＝s/(Vbus/M)；

公式中，Vbus为可调电阻R_p为根据待测电阻R_x的组别选择的测试值时的直流电压值；

Step4、将待测电阻R_x的估算值R_x’和计算值R_x”取平均值得出待测电阻的阻值，公式如下：

R_x”’＝(R_x’+R_x”)/2。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (6)

1.一种电子设备无源电阻的检测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、根据待测电阻的型号将待测电阻R_x分组；

S2、分别按照第一种和第二种检测电阻的电路连接方法连接检测电阻的电路，并估算待测电阻R_x的估算值R_x’；

S3、采用直流交替测量法计算待测电阻R_x的计算值R_x”；

S4、根据待测电阻R_x的估算值R_x’和待测电阻R_x的计算值R_x”计算待测电阻R_x的阻值R_x”’；

所述第一种检测电阻的电路连接方法为：将可调电阻R_P的输入端和输出端分别连接直流电源E的输出端和输入端，待测电阻R_x的输入端和输出端分别连接直流电源E的输出端和双向转换开关的输入端b，双向转换开关的输入端a和输出端分别连接直流电源E的输出端和电压表的输入端，电流表的输入端和输出端分别连接双向转换开关的输入端b和基准电阻R₀的输入端，电压表的输出端和基准电阻R₀的输出端分别连接可调电阻R_P的调节端，根据待测电阻R_x的组别调节可调电阻R_P的值到测试值；

所述第二种检测电阻的电路的连接方法为：将可调电阻R_P的输入端和输出端分别连接直流电源E的输出端和开关S的输入端，开关S的输出端连接直流电源E的输入端，电压表、基准电阻R₀和待测电阻R_x的输入端分别连接直流电源E的输出端，电压表和基准电阻R₀的输出端分别连接电流表的输入端，开关S₁的输入端和输出端分别连接待测电阻R_x的输出端和电流表的输入端，电流表的输出端连接可调电阻R_P的调节端，根据待测电阻R_x的组别调节可调电阻R_P的值到测试值；

步骤S3进一步包括如下子步骤：

S3.1、在按照第二种检测电阻的电路连接方法连接检测电阻的电路中断开开关S且闭合开关S₁，实时采样电流表的直流电流，拟合直流电流衰减曲线；

S3.2、调节可调电阻R_p到最大值，计算电阻衰减值s,公式如下：

s＝1/M²

公式中，M为可调电阻R_p为最大值时电压表测量的直流电压值；

S3.3、调节可调电阻R_p到根据待测电阻R_x的组别选择的测试值，根据最大直流输入时的电阻衰减值s和电压表测量的直流电压值M计算待测电阻R_x的计算值，公式如下：

R_x”＝s/(Vbus/M)；

公式中，Vbus为可调电阻R_p为根据待测电阻R_x的组别选择的测试值时的直流电压值。

2.根据权利要求1所述的电子设备无源电阻的检测方法，其特征在于，所述步骤S1中进一步包括根据待测电阻的型号将待测电阻分为5组，分组规则为：

第一组：R_x<1Ω；

第二组：1Ω<R_x<100Ω；

第三组：100Ω<R_x<1000Ω；

第四组：1000Ω<R_x<100000Ω；

第五组：100000Ω<R_x。

3.根据权利要求1所述的电子设备无源电阻的检测方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括如下子步骤：

S2.1、按照第一种检测电阻的电路连接方法连接检测电阻的电路，并估算待测电阻R_x的第一估算值；

S2.2、利用与第一种检测电阻的电路连接方法连接检测电阻的电路中相同的电流表、电压表、可调电阻R_P和基准电阻R₀，按照第二种检测电阻的电路连接方法连接检测电阻的电路，并估算待测电阻R_x的第二估算值；

S2.3、将待测电阻R_x的第一估算值和待测电阻R_x的第二估算值取平均值，得到待测电阻R_x估算值R_x’。

4.根据权利要求3所述的电子设备无源电阻的检测方法，其特征在于，所述步骤S2.1进一步包括如下子步骤：

S2.1.1、双向转换开关的电键接电流输入端a，分别读取电压表和电流表的数值U₁、I₁，则可得：

公式中，R_A为电流表内阻值；

S2.1.2、双向转换开关的电键接电流输入端b，分别读取电压表和电流表的数值U₂、I₂，则可得：

公式中，R_A为电流表内阻值；

S2.1.3、计算待测电阻R_x的第一估算值，公式如下：

5.根据权利要求3所述的电子设备无源电阻的检测方法，其特征在于，所述步骤S2.2进一步包括如下子步骤：

S2.2.1、闭合开关S且断开开关S₁，分别读取电压表和电流表的数值U₃、I₃，则可得：

S2.2.2、闭合开关S和开关S₁，分别读取电压表和电流表的数值U₄、I₄，则可得：

S2.2.3、计算待测电阻R_x的第二估算值，公式如下：

6.根据权利要求1所述的电子设备无源电阻的检测方法，其特征在于，所述步骤S4进一步包括如下子步骤：

将待测电阻R_x的估算值R_x’和待测电阻R_x的计算值R_x”取平均值得出待测电阻的阻值，公式如下：

R_x”’＝(R_x’+R_x”)/2。