一種高精度電阻測量儀系統(tǒng)設計

因為A／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)方式時不產(chǎn)生混疊，也為了進一步提高測量的抗干擾能力，在采樣之前，加入了可選濾波電路。

4 系統(tǒng)軟件設計
電阻儀從功能模塊上共分為測量值顯示、功能模式設置與上位機通信三大模塊。其中，測量模式設置又包含自動／手動量程模式設置、清零、電流模式設置、速度模式設置、比較器設置。
系統(tǒng)軟件程序分為單片機程序和上位機程序。單片機程序負責控制電路、讀取A／D值并計算電阻值，所用型號為STC11F32XE，采用C語言進行編程。上位機程序負責與電阻測量儀通信和處理數(shù)據(jù)，采用C++語言編程。
(1)單片機程序主流程。單片機程序的主流程如圖8所示，單片機上電后需初始化，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，調整至默認測量模式。初始化后，主循環(huán)查詢是否有按鍵按下。無鍵按下，則判斷當前模式，跟據(jù)測量模式、清零模式、比較器模式的不同狀態(tài)執(zhí)行相應子程序，將結果轉化為顯示代碼后寫入顯示驅動芯片PT6311后顯示；若有鍵按下，則根據(jù)按鍵號執(zhí)行相應的功能函數(shù)，設置測量模式后再執(zhí)行相應功能。

(2)上位機軟件設計。除了VFD顯示，還可以通過RS 232串口由PC機采集數(shù)據(jù)。用戶可自行設置采樣間隔和是否存盤，采集得數(shù)據(jù)以TXT文件形式保存，以方便用戶進一步分析。軟件采用多線程操作的方式，在兩個不同的線程中處理數(shù)據(jù)讀取與數(shù)據(jù)處理，通過事件同步。

5 測量結果
將電阻測量儀與PC機相連，對1 Ω標準電阻長時間測量采集數(shù)據(jù)，并進行分析。分析結果如圖9所示：測量值穩(wěn)定在0．997 8～0．998 0 Ω之間，精度達到0．2％，上下跳動字數(shù)為1。

對1 MΩ標準電阻進行測量，結果如圖10所示。測量值穩(wěn)定在0．996 MΩ，精度達到0．4％，跳動字數(shù)為1。

6 結論
該測量儀以單片機為核心，采用C及C++語言開發(fā)程序，通過高精度穩(wěn)壓源電路、四端測量法、有效的抗干擾設計，實現(xiàn)了大量程的高精度電阻測量。實際測試結果證明，測試速度在15次／s時，測量精度達到0．5％，讀數(shù)跳動在3字以下。