一種高精度電阻測(cè)量?jī)x系統(tǒng)設(shè)計(jì)

因?yàn)锳／D可選觸發(fā)工作方式包括連續(xù)采樣和外部觸發(fā)采樣兩種方式。為了保證采用外部觸發(fā)方式時(shí)不產(chǎn)生混疊，也為了進(jìn)一步提高測(cè)量的抗干擾能力，在采樣之前，加入了可選濾波電路。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
電阻儀從功能模塊上共分為測(cè)量值顯示、功能模式設(shè)置與上位機(jī)通信三大模塊。其中，測(cè)量模式設(shè)置又包含自動(dòng)／手動(dòng)量程模式設(shè)置、清零、電流模式設(shè)置、速度模式設(shè)置、比較器設(shè)置。
系統(tǒng)軟件程序分為單片機(jī)程序和上位機(jī)程序。單片機(jī)程序負(fù)責(zé)控制電路、讀取A／D值并計(jì)算電阻值，所用型號(hào)為STC11F32XE，采用C語(yǔ)言進(jìn)行編程。上位機(jī)程序負(fù)責(zé)與電阻測(cè)量?jī)x通信和處理數(shù)據(jù)，采用C++語(yǔ)言編程。
(1)單片機(jī)程序主流程。單片機(jī)程序的主流程如圖8所示，單片機(jī)上電后需初始化，包括初始化各控制引腳，讀取E2PROM中的系數(shù)值與顯示數(shù)據(jù)，初始化PT6311，調(diào)整至默認(rèn)測(cè)量模式。初始化后，主循環(huán)查詢(xún)是否有按鍵按下。無(wú)鍵按下，則判斷當(dāng)前模式，跟據(jù)測(cè)量模式、清零模式、比較器模式的不同狀態(tài)執(zhí)行相應(yīng)子程序，將結(jié)果轉(zhuǎn)化為顯示代碼后寫(xiě)入顯示驅(qū)動(dòng)芯片PT6311后顯示；若有鍵按下，則根據(jù)按鍵號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的功能函數(shù)，設(shè)置測(cè)量模式后再執(zhí)行相應(yīng)功能。

(2)上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)。除了VFD顯示，還可以通過(guò)RS 232串口由PC機(jī)采集數(shù)據(jù)。用戶(hù)可自行設(shè)置采樣間隔和是否存盤(pán)，采集得數(shù)據(jù)以TXT文件形式保存，以方便用戶(hù)進(jìn)一步分析。軟件采用多線程操作的方式，在兩個(gè)不同的線程中處理數(shù)據(jù)讀取與數(shù)據(jù)處理，通過(guò)事件同步。

5 測(cè)量結(jié)果
將電阻測(cè)量?jī)x與PC機(jī)相連，對(duì)1 Ω標(biāo)準(zhǔn)電阻長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量采集數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析。分析結(jié)果如圖9所示：測(cè)量值穩(wěn)定在0．997 8～0．998 0 Ω之間，精度達(dá)到0．2％，上下跳動(dòng)字?jǐn)?shù)為1。

對(duì)1 MΩ標(biāo)準(zhǔn)電阻進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果如圖10所示。測(cè)量值穩(wěn)定在0．996 MΩ，精度達(dá)到0．4％，跳動(dòng)字?jǐn)?shù)為1。

6 結(jié)論
該測(cè)量?jī)x以單片機(jī)為核心，采用C及C++語(yǔ)言開(kāi)發(fā)程序，通過(guò)高精度穩(wěn)壓源電路、四端測(cè)量法、有效的抗干擾設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了大量程的高精度電阻測(cè)量。實(shí)際測(cè)試結(jié)果證明，測(cè)試速度在15次／s時(shí)，測(cè)量精度達(dá)到0．5％，讀數(shù)跳動(dòng)在3字以下。