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    國標新要求回路電阻測試儀的設計和要求

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    詳細介紹

    國標新款回路電阻測試儀的設計和要求概述
    揚州科拓電氣科技有限公司的工程師們通過大量的實踐和總結,結合試驗要求,回路電阻對開關進行100A通流試驗時測試時間不低于15秒,傳統的按就出數電流自動退出的儀器將要退出試驗??仆仉姎鈱芈冯娮铚y試儀的研究已經達到了水平,全部采用貼片技術生產,開關電源大功率輸出。
    、通過對回路電阻測量儀的設計和研究,我們加深掌握了以單片機為控制、數據采集處理為核心的設計方法、液晶顯示模塊的使用以及電子電路設計的知識。
    由于我們設計水平和時間所限,在設計難免出現些錯誤和不妥之處,懇請各位老師能夠給予批評指正。
    二、回路電阻測試儀模塊化設計
    根據回路電阻測量儀的功能要求和技術經濟指標,由大到小地按儀表功能層次把硬件和軟件分成若干個模塊,分別進行設計,然后把它們連接起來,這就是我們設計回路電阻測量儀的思想。
    三、本文主要介紹了回路電阻測試儀硬件和軟件兩方面的設計內容。把硬件分成主機電路、模擬量輸入通道、人-機電路和電源電路等幾個模塊,而把軟件分成監控程序,中斷處理程序及各種測量等功能模塊。這些硬件、軟件模塊還可以繼續細分,由下層次更為具體的模塊來支持和實現。
    四、回路電阻測試儀設計任務和儀表功能的確定
    (1)設計任務的確定:該題主要包括電源的設計,集成運放及A/D轉換電路的應用,以及單片機的應用,包含測量和采集,液晶顯示模塊的使用,要求可以打印輸出,并用Pro完成電子電路,設計軟件完成電路的計算機輔助設計。
    (2)儀表功能的確定:該回路電阻測試儀適用于高壓開關接觸電阻(回路電阻)的高精度測量,同樣適用于其它需要微電阻測量的場合。
    五、回路電阻測試儀測試方式:
    1)該電阻測試儀有兩種測試:標準測試和自定義測試。標準測試,是根據規程中要求,為用戶提供zui直接、簡便的方法,測試出試品阻值。測試電流C為100 A,測試時間T為5S。自定義測試,當開關的氧化膜過厚時,選擇自定義測試中的大電流,長時間來進行測量,能有效的擊穿氧化膜得到開關的真實阻值。該設計的回路電阻測試儀有三組可選的自定義電流和時間。C=50A,T=5S; C=150A,T=10S;C=200A,T=15S 。
    2)本儀器智能化,具有日期時鐘、自動打印、數據存儲功能,能存儲100組數據,便于對歷史數據的保存和跟蹤分析,輸出電流和時間可回路電阻測試儀由菜單操作選擇,無需調壓器或電位器調整,無機械性故障。
    3)該儀器使用方便:采用寬溫型液晶顯示器,英文菜單操作,試驗變壓器測量數據顯示結果直觀,打印機能以英文模式打印記錄數據。
    4)當被測信號輸入時,只需按下測量鍵,儀器就能自動測試,并顯示結果。
    六、回路電阻測試儀單片機的選擇
    在智能化測量儀表中,單片機是儀表的主體,是核心。MCS-51系列單片機具有數據存貯器和程序存貯器兩個尋址空間,分別都為64K,在指令空間和執行速度上,MCS-51系列單片機也是比較合理的,它的算術和邏輯運算指令功能較強,而且還有乘除指令和位操作指令(即布爾操作指令)。中斷處理能力較強,能滿足般實際應用的要求,其外圍擴展芯片也十分豐富。根據各方面的綜合考慮,8051適合于低成本的場合,因此我們采用8051單片機。
    七、回路電阻測試儀單片機復位電路的設計
    如果干擾信號已經通過某種途徑作用到了CPU上,則CPU就不能按正常狀態執行程序,從而引起混亂,這就是通常所說的程序“跑飛”。為了防止程序跑飛和保持系統的穩定性,設計了種模仿人工監測的“程序運行監視器”俗稱“看門狗”(WATCHDOG)。
    八、回路電阻測試儀單片機存儲器擴展設計
    由于單片機內資源的限制,在許多情況下,往往不能滿足使用的要求,因此必須進行系統擴展。此次設計擴展了片程序存儲器2764(8K*8位的紫外線擦除電可編程只讀存儲器,單+5V供電)和片外部RAM(8K*8)。因為我們這次設計要求該回路電阻測量儀有數據存儲功能。我們將要保存的測量數據和測量時的日期時間存儲在擴展的外部RAM中,以防止內部RAM存儲空間的不足。采用環行存儲,儀表每次存儲組數據,程序將測量次數加1,當超過100組存儲數據時,程序將測量次數存儲單元清零,下組測量數據將從數據區地址開始存入,儀表內部總是保存的100組測量數據。
    九、單片機I/O擴展設計
    8051單片機有4個8位并行I/O(Input/Output,輸入/輸出)口,只有不進行系統擴展時,這4個才能完全提供給用戶使用,否則P0口和P2口要作為地址和數據總線使用,這樣真正提供給用戶使用的只有P1和P3口的部分,往往滿足不了要求,回路電阻測試儀因此要進行I/O口擴展。本次設計采用的I/O接口芯片是8155。
    十、采樣保持放大器
    采樣保持放大器SHA(Sample-Hold Amplifier)的作用是保持輸入信號在ADC轉換期間內不變。如果不采用SHA,回路電阻測試儀而將電壓Vx直接加到ADC上去進行轉換,在ADC轉換期間,如果Vx變換過大就會造成A/D轉換的誤差。要想ADC在能保證精度的條件下直接轉換,輸入信號Vx的頻率只能是直流或很低頻的信號。
    十、本次設計中,要求回路電阻測量儀可以顯示日期,因此需要個實時時鐘。
    我們在此次設計中選擇低功耗串行時鐘芯片DS1302。DS1302是由DALLAS公司生產的高性能、低功耗、帶RAM的串行實時時鐘芯片。
     

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