单片机在线测试系统
1 引 言
在线测试是一种新颖的电子测量技术。在调试维修印刷电路板时，往往需要测量印刷电路板上的电阻或电容值。传统的做法是焊开元件再测量，以避免受板上其他元件的影响。这不仅麻烦，测试速度低，甚至可能损伤印刷板和元件。为此，我们采用“电隔离”技术，设计了一种用单片机控制的电阻电容在线测试系统，该系统无需焊开元件便可直接在印刷板上测量各元件的参数，即保持了印刷板和元件的完善无损，又大大提高了测试速度。
2 系统组成
为了实现电阻电容在线测试过程的自动化，由8031单片机、2732EPROM、锁存器和8155扩展器构成控制部分；为了拓宽测试范围，系统设置了自动转换量程；为了进一步提高测试精度，采用了软件抗干扰措施。
3 电阻在线测试原理
电阻—电压转换电路原理如图2所示。
图中Rx是印刷板上的待测电阻，R1和R2是Rx两端旁路的等效电阻，Uref为基准电压，Rx为基准电阻。测试时用三根测试笔，其中一根将R1和R2的接点接地；第二根将Rx与R1的接点接至运算放大器的反相输入端；第三根将Rx与R2的接点接至运算放大器的输出端。由图2不难看到：根据理想运算放大器的“虚短”原理，R1上的电压为零，因而没有电流通过；又根据深度电压负反馈时其输出电阻为零的特征，作为负载电阻R2的数值大小，不会影响其输出电压Ur。
由图2得Ur＝－Uref Rx／Rx
可见在基准电压Uref和基准电阻Rx确定后，Ur只取决于Rx，而与R1与R2旁路电阻均无关，即对R2实现了“电隔离”。这就将印刷电路板上的被测电阻Rx直接转换为相应的输出电压Ur。为了扩大测量范围，引进了基准电阻Rr1～Rr4和相应的开关S1～S4来转换量程，如图3所示。单片机根据Rx选择合适的Rr，通过控制S1～S4自动转化量程。若选用高精度的运算放大器（如OP07等），可以进一步提高测量精度。为了减少R2的影响，输出级采用T1和T2复合管组成的射级输出器，可进一步减小输出电阻，并为R2提供所需的电流。为了减小接触电阻的影响，三根测试笔均用双线结构，将通电流的导线（图3中用粗T1线表示）和测电压的导线（图3中细线）分开。理论和实践都指出：在测量小电阻时，这种测试能有效地提高测试精度。
评论