CN106707027A - 一种宽量程高阻测试电路及方法 - Google Patents

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曾宇
曾繁建
张文灿
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    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/025—Measuring very high resistances, e.g. isolation resistances, i.e. megohm-meters

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Abstract

本发明涉及一种宽量程高阻测试电路，包括MCU、信号跟随器、若干标准电阻、滤波电容以及待测电阻；所述若干标准电阻的一端与所述MCU的IO口相连，所述若干标准电阻的另一端相连并连接至所述待测电阻的一端、所述滤波电容的一端、所述信号跟随器的正输入端；所述待测电阻的另一端连接至电源，所述滤波电容的另一端接地，所述信号跟随器的负输入端、输出端均连接至MCU，用以给MCU提供反馈信号。本发明电路简洁，灵活简单，测量线性度好一致性佳，可测量高达200G的电阻，无需任何电位器调节。

Description

一种宽量程高阻测试电路及方法
技术领域
本发明涉及高阻测试领域，特别是一种宽量程高阻测试电路及方法。
背景技术
传统的数字高阻表如兆欧表工作原理为：机内电池作为电源经DC/DC变换产生的直流高压由E极出经被测试品到达L极，从而产生一个从E到L极的电流，经过I/U变换经除法器完成运算直接将被测的绝缘电阻值由LCD显示出来，这种方法线路复杂，仪表难以做到小体积，测试时需要产生高达几百伏的电压，不但对使用者有安全隐患，而且可能会损坏被测物。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种宽量程高阻测试电路及方法，无需高压供电，有助于解决目前高阻测试仪成本较高，使用安全性较差等问题。
本发明采用以下方案实现：一种宽量程高阻测试电路，包括MCU、信号跟随器、若干标准电阻、滤波电容以及待测电阻；所述若干标准电阻的一端与所述MCU的IO口相连，所述若干标准电阻的另一端相连并连接至所述待测电阻的一端、所述滤波电容的一端、所述信号跟随器的正输入端；所述待测电阻的另一端连接至电源，所述滤波电容的另一端接地，所述信号跟随器的负输入端、输出端均连接至MCU，用以给MCU提供反馈信号。
进一步地，所述若干标准电阻包括4个标准电阻。
进一步地，所述信号跟随器由运算放大器组成。
本发明还提供了一种基于上文所述宽量程高阻测试电路的方法，所述MCU根据待测电阻的大小自动控制IO口切换不同的高阻态模式进而切换不同的标准电阻的连接状态实现分压，分压后经所述滤波电容进入所述信号跟随器，所述MCU将所述信号跟随器输出的电压值进行处理换算成电阻值后送显示。
进一步地，所述MCU控制所述信号跟随器输出的电压稳定在1/2VCC左右，所述VCC为所述待测电阻另一端连接的电源。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明电路简洁，灵活简单，测量线性度好一致性佳，可测量高达200G的电阻，无需任何电位器调节。
附图说明
图1为本发明实施例中的电路连接示意图。
其中，Rf1至Rf4为标准电阻，Rx为待测电阻。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，本实施例提供了一种宽量程高阻测试电路，包括MCU、信号跟随器、若干标准电阻、滤波电容以及待测电阻；所述若干标准电阻的一端与所述MCU的IO口相连，所述若干标准电阻的另一端相连并连接至所述待测电阻的一端、所述滤波电容的一端、所述信号跟随器的正输入端；所述待测电阻的另一端连接至电源，所述滤波电容的另一端接地，所述信号跟随器的负输入端、输出端均连接至MCU，用以给MCU提供反馈信号。
在本实施例中，所述若干标准电阻包括4个标准电阻，具体可以根据测量量程的需要相应增加或减少。
在本实施例中，所述信号跟随器由运算放大器组成。
本实施例还提供了一种基于上文所述宽量程高阻测试电路的方法，所述MCU根据待测电阻的大小自动控制IO口切换不同的高阻态模式进而切换不同的标准电阻的连接状态实现分压，分压后经所述滤波电容进入所述信号跟随器，所述MCU将所述信号跟随器输出的电压值U1进行处理换算成电阻值后送显示。
在本实施例中，所述MCU控制所述信号跟随器输出的电压U1稳定在1/2VCC左右，所述VCC为所述待测电阻另一端连接的电源。
具体的，在本实施例中，由于MCU的IO口可以设置为高阻态，当设置为高阻态时可以认为该电路信号连接为物理上断开，因此可以把MCU当作一个模拟开关，根据被测电阻的大小自动控制IO口切换不同的高阻态模式来切换不同的标准电阻与之分压，分压后经过一滤波电容C1进行滤波后进入运放组成的信号跟随器，并将跟随器输出的电压进行处理换算成电阻值后送显示。
如果在测量过程中让分压点电压尽量保持在1/2VCC附近，就能得到最大精度的测量线性。本实施例将测量范围分成多个量程，根据每段测量范围分配不同标准电阻的Rfn(n:1.2...n)，MCU不断检测分压电路分压值，根据测量结果通过对几个IO输出不同的高阻态来选通分压网络，从而自动改变Rfn阻值以确保信号跟随器输出给MCU 的电压尽可能的在1/2VCC附近。为了提高输入阻抗，减小输出阻抗，分压后的接入由运放组成的信号跟随器，再输出给MCU进行处理，再根据建立好的电压与阻值的对应数学模型将电压换算成阻值后送显示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种宽量程高阻测试电路，其特征在于：包括MCU、信号跟随器、若干标准电阻、滤波电容以及待测电阻；所述若干标准电阻的一端与所述MCU的IO口相连，所述若干标准电阻的另一端相连并连接至所述待测电阻的一端、所述滤波电容的一端、所述信号跟随器的正输入端；所述待测电阻的另一端连接至电源，所述滤波电容的另一端接地，所述信号跟随器的负输入端、输出端均连接至MCU，用以给MCU提供反馈信号。
2.根据权利要求1所述的一种宽量程高阻测试电路，其特征在于：所述若干标准电阻包括4个标准电阻。
3.根据权利要求1所述的一种宽量程高阻测试电路，其特征在于：所述信号跟随器由运算放大器组成。
4.一种基于权利要求1所述宽量程高阻测试电路的方法，其特征在于：所述MCU根据待测电阻的大小自动控制IO口切换不同的高阻态模式进而切换不同的标准电阻的连接状态实现分压，分压后经所述滤波电容进入所述信号跟随器，所述MCU将所述信号跟随器输出的电压值进行处理换算成电阻值后送显示。
5.根据权利要求4所述的一种基于宽量程高阻测试电路的方法，其特征在于：所述MCU控制所述信号跟随器输出的电压稳定在1/2VCC左右，所述VCC为所述待测电阻另一端连接的电源。
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