一种高精度电阻测量仪系统设计
3．3 数据采集电路
如图7所示，待测电阻上的电压由四端法输入，经过程控放大电路和程控滤波电路后输入A／D采样。由单片机控制开关，使反馈支路的电阻值不同而分别产生1倍、2．5倍和5倍的电压放大倍数，并配合A／D内部可编程增益放大器PGA提供1～8倍的增益，使每一档的A／D输入电压值保持在0～2 V的范围内。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/193809.htm
因为A／D可选触发工作方式包括连续采样和外部触发采样两种方式。为了保证采用外部触发方式时不产生混叠，也为了进一步提高测量的抗干扰能力，在采样之前，加入了可选滤波电路。
4 系统软件设计
电阻仪从功能模块上共分为测量值显示、功能模式设置与上位机通信三大模块。其中，测量模式设置又包含自动／手动量程模式设置、清零、电流模式设置、速度模式设置、比较器设置。
系统软件程序分为单片机程序和上位机程序。单片机程序负责控制电路、读取A／D值并计算电阻值，所用型号为STC11F32XE，采用C语言进行编程。上位机程序负责与电阻测量仪通信和处理数据，采用C++语言编程。
(1)单片机程序主流程。单片机程序的主流程如图8所示，单片机上电后需初始化，包括初始化各控制引脚，读取E2PROM中的系数值与显示数据，初始化PT6311，调整至默认测量模式。初始化后，主循环查询是否有按键按下。无键按下，则判断当前模式，跟据测量模式、清零模式、比较器模式的不同状态执行相应子程序，将结果转化为显示代码后写入显示驱动芯片PT6311后显示；若有键按下，则根据按键号执行相应的功能函数，设置测量模式后再执行相应功能。
(2)上位机软件设计。除了VFD显示，还可以通过RS 232串口由PC机采集数据。用户可自行设置采样间隔和是否存盘，采集得数据以TXT文件形式保存，以方便用户进一步分析。软件采用多线程操作的方式，在两个不同的线程中处理数据读取与数据处理，通过事件同步。
5 测量结果
将电阻测量仪与PC机相连，对1 Ω标准电阻长时间测量采集数据，并进行分析。分析结果如图9所示：测量值稳定在0．997 8～0．998 0 Ω之间，精度达到0．2％，上下跳动字数为1。
对1 MΩ标准电阻进行测量，结果如图10所示。测量值稳定在0．996 MΩ，精度达到0．4％，跳动字数为1。
6 结论
该测量仪以单片机为核心，采用C及C++语言开发程序，通过高精度稳压源电路、四端测量法、有效的抗干扰设计，实现了大量程的高精度电阻测量。实际测试结果证明，测试速度在15次／s时，测量精度达到0．5％，读数跳动在3字以下。
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