基于单片机的智能型电阻分选数值检测仪

2006年11月15日

电阻分选是在电阻生产厂家的电阻生产线及相关用户对电阻进行范围筛选的关键仪表, 只有准确测量电阻值的大小和范围才能保证产品质量及该产品的应用信誉。为满足生产的需要, 设计开发了基于89C51单片机的智能型电阻分选仪, 它采用受控恒流源作为电源, 输出精度高(输出电流误差小于0.01 %) , 检测结果准确(检测精度在0.1 %以内) , 无附加误差,电阻范围可通过仪表键盘设定并自动校正, 实现了自动化、智能化, 该产品性能稳定, 反应速度快, 功耗小, 输出电流恒定, 适用范围广。

1 智能型电阻分选仪的设计原理

目前广泛使用的电阻分选仪大多是50 年代的产品, 输出采用简单的电阻分压式, 输出电压容易受电源电压的影响, 很难保证产品质量达到标准要求, 由于检测偏差较大, 给用户尤其是要求高精度的用户带来重大安全隐患。为改进这个不足, 在输出支路上用一个恒流源代替原电阻分压式电路, 检测原理框图如1 所示。通过控制恒流源的输出电流, 就能够保证通过被测电阻Rx 的电流是一个恒定值, 这样只要测出Rx 两端的电压数值, 便可以计算出被测电阻的阻值, 继而判断出该电阻是否合格。

图1 电阻分选仪检测原理图

该仪表可实现两种功能, (1) 电阻范围的判定,利用声、光报警输出; (2) 电阻阻值的测定, 利用数码管显示输出。两种功能均可通过CPU 进行数理统计, 打印机打印输出。

2 智能型电阻分选仪的组成及工作原理

2.1 硬件电路组成

主电路分为恒流源、模数转换、CPU 、显示、“声、光”报警、键盘输入和打印机7 个部分。如图2 所示。

图2 仪表结构原理框图

CPU 采用89C51 单片机, 可将测量结果进行统计, 并分类存储, 然后打印成表, 为生产厂家和电阻使用单位确定产品质量、划分产品等级以及安全使用提供重要的判断依据。恒流源部分保证了输出电流的恒定, 优化电路设计, 使输出精度达到了0.01 % ,检测精度也达到了0.1 %。显示部分采用数字电路,使用高精度双积分式A/ D 转换器, 并用数码管显示阻值, 精度达到0.005 % , 完全消除了操作人员的视觉疲劳所产生的误差。

2.2 工作原理

主电路分为四个部分: 恒流源、模数转换、数显与键盘、打印机。

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