國標(biāo)新要求回路電阻測試儀的設(shè)計和要求

國標(biāo)新款回路電阻測試儀的設(shè)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(jié)，結(jié)合試驗要求，回路電阻對開關(guān)進(jìn)行100A通流試驗時測試時間不低于15秒，傳統(tǒng)的按就出數(shù)電流自動退出的儀器將要退出試驗。科拓電氣對回路電阻測試儀的研究已經(jīng)達(dá)到了水平，全部采用貼片技術(shù)生產(chǎn)，開關(guān)電源大功率輸出。
、通過對回路電阻測量儀的設(shè)計和研究，我們加深掌握了以單片機為控制、數(shù)據(jù)采集處理為核心的設(shè)計方法、液晶顯示模塊的使用以及電子電路設(shè)計的知識。
由于我們設(shè)計水平和時間所限，在設(shè)計難免出現(xiàn)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(shè)計
根據(jù)回路電阻測量儀的功能要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，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(jìn)行設(shè)計，然后把它們連接起來，這就是我們設(shè)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(shè)計內(nèi)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(jiān)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(xù)細(xì)分，由下層次更為具體的模塊來支持和實現(xiàn)。
四、回路電阻測試儀設(shè)計任務(wù)和儀表功能的確定
（1）設(shè)計任務(wù)的確定：該題主要包括電源的設(shè)計,集成運放及A/D轉(zhuǎn)換電路的應(yīng)用,以及單片機的應(yīng)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(shè)計軟件完成電路的計算機輔助設(shè)計。
（2）儀表功能的確定：該回路電阻測試儀適用于高壓開關(guān)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(biāo)準(zhǔn)測試和自定義測試。標(biāo)準(zhǔn)測試，是根據(jù)規(guī)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(dāng)開關(guān)的氧化膜過厚時，選擇自定義測試中的大電流，長時間來進(jìn)行測量，能有效的擊穿氧化膜得到開關(guān)的真實阻值。該設(shè)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(shù)據(jù)存儲功能，能存儲100組數(shù)據(jù)，便于對歷史數(shù)據(jù)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(diào)壓器或電位器調(diào)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(shù)據(jù)顯示結(jié)果直觀，打印機能以英文模式打印記錄數(shù)據(jù)。
4）當(dāng)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(jié)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(shù)據(jù)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(zhí)行速度上，MCS-51系列單片機也是比較合理的，它的算術(shù)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(yīng)用的要求，其外圍擴展芯片也十分豐富。根據(jù)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(fù)位電路的設(shè)計
如果干擾信號已經(jīng)通過某種途徑作用到了CPU上，則CPU就不能按正常狀態(tài)執(zhí)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(tǒng)的穩(wěn)定性，設(shè)計了種模仿人工監(jiān)測的“程序運行監(jiān)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(shè)計
由于單片機內(nèi)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(jìn)行系統(tǒng)擴展。此次設(shè)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(shè)計要求該回路電阻測量儀有數(shù)據(jù)存儲功能。我們將要保存的測量數(shù)據(jù)和測量時的日期時間存儲在擴展的外部RAM中，以防止內(nèi)部RAM存儲空間的不足。采用環(huán)行存儲，儀表每次存儲組數(shù)據(jù)，程序?qū)y量次數(shù)加1，當(dāng)超過100組存儲數(shù)據(jù)時，程序?qū)y量次數(shù)存儲單元清零，下組測量數(shù)據(jù)將從數(shù)據(jù)區(qū)地址開始存入，儀表內(nèi)部總是保存的100組測量數(shù)據(jù)。
九、單片機I/O擴展設(shè)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(jìn)行系統(tǒng)擴展時，這4個才能*提供給用戶使用，否則P0口和P2口要作為地址和數(shù)據(jù)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(jìn)行I/O口擴展。本次設(shè)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(zhuǎn)換期間內(nèi)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(jìn)行轉(zhuǎn)換，在ADC轉(zhuǎn)換期間，如果Vx變換過大就會造成A/D轉(zhuǎn)換的誤差。要想ADC在能保證精度的條件下直接轉(zhuǎn)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(shè)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(shè)計中選擇低功耗串行時鐘芯片DS1302。DS1302是由DALLAS公司生產(chǎn)的高性能、低功耗、帶RAM的串行實時時鐘芯片。