【分享】第十一组 梁岩+段宇博—微欧电阻测量仪

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一、作品简介   本次课程设计提出了基于Arduino主控芯片的四线法微欧电阻测量系统方案。以德州仪器OPA2333运放搭建的恒流源电路和ADS 1256 24Bit ADC作为测量电路的核心。经过0.1%的精密电阻校准，实现了如下图所示的测量精度，并且能够选择量程自动切换模式和固定量程模式。在设计要求外还增加了数据线内阻测量功能。 量程 恒流源电流 （典型值） 分辨率 精度 ±（【读数百分比】+【计数】） 20.000Ω 125mA 1μΩ 0.2%+10 200.000Ω 13mA 1mΩ 0.1%+5 4.000kΩ 0.625mA 1Ω 0.1%+2 二、工作原理   本系统核心采用四线法测量思想，将电流线与电压线完全分离，利用两根独立的电流线向被测电阻提供稳定的测试电流，另外两根独立的电压线专门采集被测电阻两端的电压降。由于电压采集回路的输入阻抗极高，回路中几乎无电流流过，因此电压线的导线电阻和接触电阻不会对测量结果产生影响，从原理上彻底消除了额外电阻的干扰。 三、设计思路   在确定了四线法的测量方案后，我开始了恒流源和adc的选型，由于没有找到合适的模块，恒流源电路我使用了德州仪器论坛上一个经典的电流源设计，理论精度0.1%，在我们的设计方案中，电压输入使用ref5025基准电压输入，采样电阻使用精度0.1%的精密电阻，经过实验室高精度万用表测试，完全达到了我们的设计要求。adc模块使用了以ADS1256为核心的测量模块，自带ref5025基准电压源，既能给adc芯片提供高精度的基准电压，又能给电流源电路提供稳定的输入电压。最后把电流源电路，adc模块，arduino开发板集成到一块电路板上，还增加一个oled小屏幕，成品体积小巧，功能完备只需要接入电源即可实现完整功能，无需复杂的外部接线。在连接迪文屏后，可以在迪文屏上显示测到的阻值，根据大小自动换算成mΩ，Ω，kΩ，并且能够显示当前的电流挡位，是自动挡位还是手动挡位，以及当前adc测得的电压，并且能通过屏幕上的按钮实现挡位切换和短接底数清零。   创新点：在测试过程中我发现之前购买的type-c母座有两根VCC两根GND，正好符合四线法的测量要求，于是我在电路板上增加了两个type-c母座，其中一个连接四根测试线，另一个将VCC和GND短接，这样就能测一整个回路的阻值，经过测试，和网上查到的数据基本一致，误差来源主要是短接底座的接触电阻。 四、演示视频 链接:https://pan.baidu.com/s/1pR-YPyKmXMi8aHDKP3bZ6w?pwd=ksh3 五、附件上传 链接:https://pan.baidu.com/s/1Gt29SKvf6cOEmcNIaHMTjA?pwd=p283