在线电阻测量仪的制作与设计.doc

在线电阻测量仪的制作与设计摘 要：设计了一种在单片机控制下的在线电阻测量仪器。被测电阻本身通过Rx/V转换电路，利用运放的“虚短”、“虚断”特点和电隔离技术，经过双限比较器，转换成模拟电压后通过A/D转换器转换成数字信号，再经软件编程使其变成电阻数据，通过LED动态显示。同时单片机还可以进行数据采集，自动量程转换和量程显示，具有较高的测试精度。关键词：电阻；在线测试；量程转换；单片机A Measurement Instrument of In-circuit Resistance Abstract: This paper presents an instrument controlled by the single-chip AT89C51.The instrume -nt can carry out the on-line measurement for resistance and capacity. It uses the principle of the v -oltage negative feedback and the method of the isolated voltage. The instrument can collect data and implement A/D conversion. It can also change the range of measurement automatically and provide high accuracy.Key Words: resistance; single-chip computer; on-line measurement; A/D conversion引 言在二十一世纪的今天，首先应当肯定的是PCB产业是当今最充满希望的产业，PCB也就是我们现在所熟悉的印刷电路板。从发明至今，它的历史已经走过了六十年，按现在电子电路大会的说法，PCB这六十年的历史表明“没有PCB，就没有电子线路,飞行、交通、原子能、计算机、通信、电话这一切都无法实现”，由此看出，PCB对我们的应用来说是非常广泛的。而一块能够正常投入使用的PCB板往往需要通过大量的调试，测量和维修，因为PCB板上都处都是电阻和电容，比如我们有时候并不能确定一个电阻的阻值是否是我们想要的那个参数，那就需要通过测量来了解其阻值，但是这个电阻现在已经被焊在了PCB板上，测量时电阻不是单独存在的，会并联上很多电阻网络，以避免受到其它串、并联支路的影响，通常我们的做法就是焊开电阻的一个脚，然后再对其进行测量，这样的做法从理论是讲是正确的，但是确显得很麻烦，而且效率低，还极易损伤线路板和元器件。所以我们现在需要一种更为方便的途径来解决这个难题，希望在不焊开电阻的情况下测量其电阻的阻值。本课题应用的在线测量技术是一种新颖的电子测量技术，亦称等电位隔离技术。它能在不破坏电路完整性的前提下，准确测量电子设备印制线路中的电流、电阻、晶体管等参数。该在线电阻测量电路的基本原理是由集成运放和电阻等简单元气件组成的电阻/电压变换器，且采用的器件数目少，易于集成化。它不采用以往模拟式的电阻测量仪，而采用单片机的控制进行数据采集，自动转换量程，数据处理和显示等，实现测量过程中的智能化。此智能在线电阻测量仪具有电路简单、测量精度高、操作简单方便、显示直观等特点，对电路稍加改动，即可完成在线电容和在线电感的测量，又可改装成电容、电感、电阻三用在线测量仪。该设计在今后的电子应用设计领域中都有非常广泛的应用，为我们今后的测量起了很好的帮助。1 系统的硬件设计为了让在线电阻测量仪能够更加精密把被测电阻的阻值显示在数码管上，也考虑到了这个电路的实用与经济性，我们首先设定了制作方案。把设计分为5个重要部分来完成，分别是Rx/V转换电路，量程转换和显示量程，A/D转换器，单片机控制部分，LED显示部分。在线电阻测量仪的关键就在于Rx/V转换器，Rx即在线电阻，Rx/V转换器的设计能实现“电隔离”功能、电阻转换成电压等功能。这部分电路所采用的是反相输入比例运算电路，利用集成运放的“虚短”、“虚断”原理，巧妙的达到“电隔离”的效果。单片机控制部分将会是这个方案中至关重要的一部分，这个牵涉到量程的自动转换问题，应用单片机可以根据所测电阻自动切换量程，达到操作方便。在量程的自动转换问题上，我们应用到的是CD4051。其次就是A/D转换器，它可以将连续的模拟信号转换成二进制数，在这里我采用的是ADC0809。最后就是电路的显示部分，显示电路采用的是LED数码管（共阳），用来将A/D转换的值进行显示。图1-1是本系统的系统组成框图。在本章下面几个小节中将根据这个硬件原理图，对各个模块电路进行详细的设计和分析。A/D转换器LED显示部分单片机系统Rx/V转换器多路模拟开关双限比较器图1-1 系统组成框图1.1 系统硬件的总流程图整个系统的流程为：Rx输入 Rx/V转换器、多路模拟开关 U模拟输出（U1模拟信号）A/D转换器U1数字信号数据处理Rx数字信号显示部分Rx数值被测电阻Rx经过Rx/V转换器转换成电压U，此电压经过双限比较器（0-5V），得出一个高低电平给单片机（P2.1），P2.1为高电平时，让单片机来控制量程转换。当转到适当的量程时，即P2.1为低电平时，此时被测电阻Rx转换成电压U1，单片机开启A/D转换，A/D转换器把IN-0口模拟信号U1转换为数字信号，通过P0数据口传输给单片机。数字电压信号经过软件编程，换算成电阻数据，再通过P1数据口和P3控制口，进行LED动态显示。具体总电路见附录11.2 数据转换电路本设计要求通过单片机显示电路中被测电阻的阻值，必须通过一个转换电路，把电阻转换为电压信号，才能把数据传输给数据采集系统。数据转换电路分三部分：Rx/V转换器，量程转换电路，量程显示电路。1.2.1 Rx/V转换电路在线电阻测量仪的关键技术是Rx/V转换电路，Rx即在线电阻。无论电路多么复杂，总可以把与Rx相并联的元件等效为两只互相串联的电阻R1和R2，由此构成三角形电阻网络，如图1-2。此转换器的作用就是对R1，R2进行“电隔离”，消除R1，R2对Rx的影响。把输入的Rx转换成模拟的U信号，把模拟电压信号输入到A/D转化器，转换成数字信号。图1-2 等效电阻具体方案如下：如图1-3，R0为量程电阻，也就是我们要用的CD4051所连接的参考电阻。从图中我们看出该运放是反相输入比例运算电路，其反馈是电压并联负反馈，由于开环差模增益很高，满足深度负反馈条件，集成运放工作在线性区，因此运放有“虚短”，“虚断”的特点。由于C点接地，所以D点虚地，则R1两端呈同电位，因此UR1=0，则R1相当于断路。又根据深度电压负反馈, 其输出电阻为0 的特性, 负载电阻R2对输出电压无影响。R1和R2就不起分流作用，这样即可直接测量Rx的阻值。为测试电压，s为测试电流。设流过Rx ，R1的电流分别为x,1。根据基尔霍夫定律和流入反相输入端的电流为0，可知： sx1 (1-1)又根据“虚地”原理，cd=1 R1=0,故10,亦可忽略不计，由此得到：sx (1-2)再考虑到点接地，点虚地，因此：sR0 (1-3)进而推导出：x=x Rx=s Rx=(E/ R0) Rx (1-4)显然，只要用数字电压表测出Rx两端的压降x,就能求出Rx值。这就是在线测量电阻的基本原理图1-3 Rx/V转换电路从上面电路看出，如果Rx右端不接电阻，而直接接地的话，则输出电压为0，这样就Rx/V转换就不成立了。由式Ux=-ERx/Ro可看到，Ux与Rx成正比，若Ux ，则Rx ，但实际上Ux不可能趋于无穷大，它以运放所加的电压为极限，而现实中Rx却可以趋于无穷大，这就意味着，当待测电阻Rx大到一定程度就不存在一个与之对应的Ux值了。物理概念与上述完全吻合，当Rx变大，负反馈就变弱，闭环增益就变大，到一定程度运放就达到饱和，此时按线性状态推导出的式子当然就不成立了。问题是运放什么时候趋与饱和呢？将Ux饱和值（近似取为运放所加的电源电压）及E、Ro的数值代入式Ux=-ERx/Ro计算。所得的Rx值即为该运放趋于饱和的待测电阻，它是待测电阻的上限，也就是所谓的“量程”。显然，电路中选择不同的Ro值就可以有不同的“量程”。它的精确度体现在集成运放的型号的选择上，因为集成运放的一些技术指标如开环差模增益等都是决定精确度的关键。所以在选择上即要保持精确度，又要有经济性，所以选择了OP-07运放。1.2.2 Rx/V转换电路与双限比较器的连接双限比较电路是由两个简单比较器组成，如图1-4所示，它能指示出Ui值是否处于和之间。如Ui，双限比较器的输出电压UO等于运放的正饱和输出电压(+Uomax)，如果Ui或Ui，则输出电压U0等于运放的负饱和输出电压(UOmax)。图1-4 双限比较器Rx/V转换电路与双限比较器的连接电路如图1-5所示，单片机给定一个量程后，被测电阻Rx经过Rx/V转换器转换成电压U，电压U的范围是0-12V。Rx小于R0，则电压U为0-5V；如果Rx大于R0，则输出为12V。后面的双限比较电路采用LM324，当经过OP-07转换出来的电压U在0-5V之间的时候，两个二极管D8，D9截止，输出的电压为了0V；当转换出来的电压大于5V的时候，D9截止，D8导通，输出的电压为5V；当转换出来的电压小于0V的时候，D8截止，D9导通，则输出电压为5V。图1-5 Rx/V与双限比较器连接图比较器的输出信号要驱动单片机和74LS138的端口，所以应该在输出信号后加上一个电压跟随器，增加带负载能力。图1-6 电压跟随器同时，电压U也是与ADC0809相连。ADC0809所接收的信号是0-5V的电压，所以电压U还应该接上一个电压跟随器和稳压管，保证当U为0-5V时，ADC0809收到的信号是原信号，当U大于5V时，ADC0809接收的是5V信号，有效地保护了ADC0809。1.2.3量程控制电路由于本设计要求量程自动转换，所以选择了CD4051模拟开关作为选择参考电阻R0，设计这个量程转换的目的是为了能使Rx小于R0。在总体设计图中我已经指出只有当单片机的P2.1口接受到的是低电平的时候，才开始进行A/D转换；但由于Rx有可能大于R0，所以输出的电压可能会是一个高电平，ADC0809将不进行A/D转换，单片机将开始控制量程转换，这样就能使Rx小于R0。图1-7为CD4051引脚功能，CD4051相当于一个单刀八掷开关，开关接通哪一通道，由输入的3位地址码ABC来决定。 “INH”是禁止端，当“INH”=1时，各通道均不接通。此外，CD4051还设有另外一个电源端VEE，以作为电平位移时使用，从而使得通常在单组电源供电条件下工作的CMOS电路所提供的数字信号能直接控制这种多路开关，并使这种多路开关可传输峰峰值达15V的交流信号。图1-7 CD4051引脚图例如，若模拟开关的供电电源VDD=5V，VSS=0V，当VEE=5V时，只要对此模拟开关施加05V的数字控制信号，就可控制幅度范围为5V5V的模拟信号。多路模拟开关的导通电阻Ron（一般为数10至1K左右）比机械开关的接触电阻（一般为m量级）大得多，对自动数据采集的信号传输精度或程控增益放大的增益影响较明显，而且Ron通常随电源电压高低、传输信号的幅度等的变化而变化，因而其影响难以进行后期修正。实践中一般是设法减小Ron来降低其影响。以CD4051的Ron随电源电压和输入模拟电压的变化而变化。当VDD=5V、VEE=0V时，Ron280，且随Vi的变化突变；当VDD10V、VEE=0V时，Ron100，且随Vi的变化缓慢。可见，适当提高CD4051的VDD有利于减小Ron的影响。例如：取VDD=12V（VEE =0V），可采用电源电压上位箝位的方法，上拉电阻的阻值取1.5K以上，使选通控制端信号的有效高电平不低于6V。这样，既保证CD4051理想导通Ron小，又实现CMOS电平与TTL电平的转换。本设计采用三路基准电阻1K，100K，1M。根据x =(E/ R0) Rx，所以测量范围为0-1000，1K-100K，100K-10M，范围覆盖常用电阻。图1-8 量程转换电路上图为具体的量程转换电路，在上图中我们把3脚作为输出脚，根据CD4051 的真值表可得，当管脚9、10、11为0、0、0时，系统选通13脚，即R0为1K；当管脚9，10，11为001时，系统选通14脚，即R0为100K；当管脚9，10，11为010时，系统选通15脚，即R0为10M。这里的管脚10、11是由单片机的P2.2，P2.3控制的。1.2.4 量程显示电路本设计的自动转换量程的要求是经过具体的实物来表示所测量的电阻是在哪一量程，所以采用了74LS138来驱动发光二极管。如图1-9，采用3中不同颜色的发光二极管绿，黄，红分别表示*1，*100，*10000三个量程。也就是说，当你读一个电阻时，先读出LED上显示的读数，再看发光二极管，乘以相应的数，这就是所测电阻的读数。控制位与单片机P2.2，P2.3相连，由软件判断。图1-9 量程显示电路从这个图上看出，当管脚3、2、1为1、0、0的时候，系统选通11脚，VD1发光，当管脚3、2、1为1、0、1的时候，系统选通10脚，VD2发光，当管脚3、2、1为1、1、0的时候，系统选通9脚，VD3发光。1.2.5 数据转换电路总原理图具体电路图如1-10所示，被测电阻经过Rx/V转换电路后，输出一个范围是0-12V的电压，当Rx大于R0时，输出电压为运放的极限电压12V，当Rx小于R0时，输出电压的范围是0-5V，这个电压是根据Ux=-ERx/ R0计算得来的。将这个电压经过双限比较器比较后得到一个高低电平给单片机，当单片机的P2.1口接受到的是高电平的时候，单片机开始控制量程转换，将被测电阻转换到适合它的量程R0的范围内，这样在经过Rx/V转换和双限比较以后，单片机接受到的是一个低电平的信号，这样A/D转换启动。图1-10 数据转换电路1.3 数据采集、处理、显示部分本设计要求采用单片机的控制进行数据采集，自动转换量程，数据处理和显示等，实现测量过程的智能化。此系统分三部分：数据采集部分，数据处理部分，数据显示部分。1.3.1 数据采集部分在单片机应用系统中，常需要将检测到的连续变化的模拟量如温度、压力、流量、速度等转变成数字量，才能输入到单片机进行处理，这种将模拟量转换成数字量的过程称为A/D转换。随着单片机技术的发展，有许多新一代的单片机已经在片内集成了多路的A/D转换通道和PWM输出，大大简化了连接电路和编程工作，但这类CPU芯片大多价格较贵。当前能进行A/D转换的芯片型号很多，但是它们在精度、速度和价格上的差别也很大。ADC0809在精度和价格等方面都属中等，这对于一般实时控制、数据采集系统来讲是合适的。ADC0809是逐次逼近式八位A/D转换器，片内有八路模拟开关，可对八路模拟电压量实现分时转换，典型转换时间为100us。片内带有三态输出缓冲器，可直接与单片机的数据总线相连接。ADC0809的引脚图和规格：引脚图如下：图1-11 ADC0809引脚图1) IN0IN7：8路模拟信号输入端。2）ADDc、ADDb、ADDa：3位地址码输入端。8位模拟信号转换选择由A、B、C决定。A位为低位，C位为高位。与低八位地址中A0A2连接。由A0A2地址000111选择IN0IN7的8路A/D通道。3）CLK：外部时钟输入端。时钟频率越高，A/D转换速度越快。允许范围为101280KHZ，典型值为640KHZ，此时A/D转换时间为100us。4） D0D7：八路数据输出端，可直接接入单片机的数据总线。5） OE：A/D转换完毕输出线，其上跳沿表示A/D转换器内部已经转换结束。 6） ALE：地址锁存允许信号。8路模拟通道地址由A、B、C输入，在0809的ALE信号有效时将该8路地址锁存。7） START：启动转换输入线，该信号的上升沿，可将地址选择信号A，B，C锁入地址寄存器内。8） EOC：A/D转换结束信号。当启动0809A/D转换后，EOC输出低电平；转换结束后，EOC输入高电平，表示可以读取A/D转换结果。根据读入转换结果的方式，此信号可用三种方式和单片机相连。1延时方式：EOC悬空，启动转换并延时100 us后读入转换结果。2查询方式：EOC接单片机端口线，查到EOC变高，读入转换结果，作为查询信号。3中断方式：EOC经非门接单片机的中断请求端，将转换结束信号作为中断请求信号向单片机提出中断申请，在中断服务中读入转换结果。9） VCC：正电源电压（+5V）。GND为接地端。1.3.2 数据处理部分本系统设计的初衷就是以单片机来实现数据的处理功能，所以关键就是对单片机的选择。单片机从诞生至今已经产生了许多种，新品种的也是层出不穷，从最初INTEL的MCS-51到PIC系列，以及最近新推出的AVR，ARM等，品种繁多，功能各异，特别是ATMEL公司的89系列FLASH单片机，运用更是广泛。而且各种技术参考资料相对也较多。通过对本设计所需资源的分析，决定选用ATMEL公司的AT89C51单片机。AT89C51单片机是北京集成电路设计中心在MCS- 51 单片机的基础上精心设计, 由美国生产的至今为止世界上最新型的高性能八位单片机。首先还是先介绍一下AT89C51的特点：l AT89C51与MCS251系列的单片机在指令系统和引脚上完全兼容。l 片内有4k 字节在线可重复编程快擦写程序存储器。l 全静态工作, 工作范围: 0Hz 24MHz。l 三级程序存储器加密。l 1288 位内部RAM。l 32 位双向输入输出线。l 两个十六位定时器/计数器。l 五个中断源, 两级中断优先级l 一个全双工的异步串行口。l 间歇和掉电工作方式。功能描述：AT89C51是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器, 片内有4K字节的在线可重复编程快擦快写程序存储器, 能重复写入/擦除1000次，数据保存时间为十年。它与MCS251系列单片机在指令系统和引脚上完全兼容, 不仅可完全代替MCS251系列单片机，而且能使系统具有许多MCS251系列单片机没有的功能。AT89C51系列单片机可构成真正的单片机最小应用系统,缩小系统体积, 增加系统的可靠性, 降低了系统成本。只要程序长度小于4k, 四个I/O口全部提供给用户。可用5V 电压编程, 而且擦写时间仅需10 毫秒，仅为87C51的擦除时间的百分之一。与87C51的12V电压相比，不易损坏器件，没有两种电源的要求, 改写时不拔下芯片, 适合许多嵌入式控制领域。工作电压范围宽2.76V，全静态工作, 工作频率宽, 在0Hz 24MHz 内, 比87C51等51系列的6MHz12MHz 更具有灵活性, 系统能快能慢。AT89C51芯片提供三级程序存储器加密, 提供了方便灵活而可靠的加密手段, 能完全保证程序或系统不被仿制。另外，AT89C51系列单片机还具有MCS251系列单片机的所有优点，1288位内部RAM，32位双向输入输出线，两个16位定时/计时器，5个中断源，两级中断优先级，一个全双工异步串行口及时钟发生器等。管脚功能：AT89C51单片机为40脚芯片，下面是AT89C51单片机的引脚图：图1-12 AT89C51的引脚图MCS-51单片机内部有P0，P1，P2，P3四个8位双向I/O口，因此，外设可直接连接于这几个接口上，而无须另加接口芯片。P0-P3的每个端口可以按字节输入或输出，也可以按位进行输入或输出，共32根口线，用作位控制十分方便。P0口：具有双重功能：首先可以作为输入/输出口，外接输入/输出设备；然后在有外接存储器和I/O接口时常作为低8位地址/数据总线，即低8位地址与数据线分时使用P0口。P1 口：具有单一接口功能，P1口每一位都能作为可编程的输入或输出口线。P2口：具有双重功能：首先可以作为输入/输出口，外接输入/输出设备；然后在有外接存储器和I/O接口时，作为系统的地址总线，输出高8位地址，与P0口低8位地址一起组成16位地址总线。P3口：为双重功能：可以作为输入/输出口，外接输入/输出设备；作为第二功能使用时，每一位功能定义如表1所示：表1 P3口的第二功能1) 控制口线: PSEN (片外取控制)、AL E( 地址锁存控制)、EA (片外储器选择)、RE2SET (复位控制)。2) 电源及时钟: Vcc、Vss、XTAL1、XTAL2工作模式：AT89C51有间歇和掉电两种工作模式。间歇模式是由软件来设置的, 当外围器件仍然处于工作状态时，CPU可根据工作情况适时地进入睡眠状态, 内部RAM和所有特殊的寄存器值将保持不变，这种状态可被任何一个中断所终止或通过硬件复位。掉电模式是Vcc电压低于电源下限, 振荡器停振, CPU 停止执行指令。该芯片内RAM和特殊功能寄存器值保持不变, 直到掉电模式被终止。只有Vcc电压恢复到正常工作范围而且振荡器稳定振荡后，通过硬件复位掉电模式可终止。1.3.3 数据采集与处理部分的工作原理ADC0809与89C51的电路连接如图1-13所示：图1-13 ADC0809与单片机AT89C51电路连接从图1-13中，89C51的P2.1口接受到的是高电平信号时，P2.3和P2.2开始工作，进行对CD4051的控制，量程开始转换，同时P2.2和P2.3还连接到74LS138的1和2脚，显示量程在哪一挡位；如果89C51的P2.1口接受到的是低电平信号时，启动A/D转换，ADC0809的26脚输入一个0-5V之间的模拟信号，将其转换成二进制的数字信号，通过P0口给单片机，数字电压经软件编程，换算成电阻数据。1.3.4 数据显示部分在单片机应用系统中，如果需要显示的内容只是数字和某些字母，使用LED数码管是一种较好的选择。LED数码管显示清晰、成本低廉、配置灵活，与单片机接口的连接非常简单。当要求显示位数较多时，为了简化电路，降低硬件成本，通常采用动态扫描显示电路。所谓动态扫描显示电路就是将显示各位的所有相同字段连在一起，每一位的a段连在一起 ，b段连在一起g段连在一起，共八段，由一个八位I/O口控制，而每一位的公共端由另一个I/O口控制，如图1-14所示。这种连接方式由于将多位字段线连在一起，当输出字段码时，由于多位同时选通，每一位将显示相同的内容。因此，要想显示不同的内容，必须采取轮流显示的方式。即在某一瞬间，只让某一位的字位线处于选通状态（共阴极LED数码管为低电平，共阳极为高电平），其他各位的字位线处于开短状态，同时字位线上输出这一位相应要显示字符的字段码。在这一瞬时，只有这一位在显示，其他几位暗。同样在下一瞬时，单独显示下一位，这样依次轮流显示，循环扫描。图1-14 动态显示LED数码管连接方式1.3.5 数据采集、处理、显示部分的总电路图下图为数据采集，处理，显示的总电路图：图1-15 数据采集，处理，显示的总电路图2 系统的软件设计本系统的软件设计采用模块化设计，主要分为初始化程序，主程序，显示子程序和模数转换测试子程序，量程转换子程序。每个功能模块对于整体设计都是非常重要的，单片机AT89C51通过软件编程才能使系统真正的运行起来。下面，就整体设计以及每个单元功能模块分别进行简要说明。其流程图如图2-1所示：初始化接受量程控制信号控制模拟开关A/D转换数据处理LED显示图2-1 主程序流程图3数据的测量与误差分析0-1000量程测量数据表3-1 R1=R2=，0-1000量程测量数据R1=R2=（单位）标称值101327100220360510620680910真 值10.313.927100.3224.4359505617693929测量值6.39.321.392.4201.4310.8482592606845误 差-38-33-21-7.8-10-13-4.4-4-12-9图3-1 R1=R2=，0-1000量程误差表表3-2 R1=51K，R2=510，0-1000量程测量数据R1=51K，R2=510（单位）标称值101327100220360510620680910真 值10.313.927100.3224.4359505617693929测量值7.511.820.488.4191.4307.6456550582805误 差-27-15-24-11-14-14-4.4-9.5-16-13图3-2 R1=51K，R2=510，0-1000量程误差表3-3 R1=510，R2=51K，0-1000量程测量数据R1=510，R2=51K（单位）标称值101327100220360510620680910真 值10.313.927100.3224.4359505617693929测量值5.711.821.882.4188.4302.6450561580798误 差-44-15-19-17-16-15-10-9-16-14图3-3 R1=510，R2=51K，0-1000量程误差表3-4 R1=1K，R2=10K，0-1000量程测量数据R1=1K，R2=10K（单位）标称值101327100220360510620680910真 值10.313.927100.3224.4359505617693929测量值5.711.822.883.4186.1302.6449561578801误 差-44-15-15-16-17-15-10-9-16-13图3-4 R1=1K，R2=10K，0-1000量程误差表3-5 R1=10K，R2=1K，0-1000量程测量数据R1=10K，R2=1K（单位）标称值101327100220360510620680910真 值10.313.927100.3224.4359505617693929测量值5.711.822.883.4186.4302.6449561578802误 差-44-15-15-16-17-15-10-9-16-13图3-5 R1=10K，R2=1K，0-1000量程误差说明：测量值为本测量仪所测的阻值，真值为数字万用表所测的阻值。R1,R2为两臂电阻，参考图1-2所示。误差=（测量值-真值）/真值*100%误差分析：1. 选用的是0-1000的测量范围，基准电阻选用510，在这个电阻附近的误差较小，但是不明显。2. 两边电阻的误差较大，电隔离效果不明显。1K-100K量程测量数据：表3-6 R1=R2=，1K-100K量程测量数据R1=R2=（单位K）标称值1.123.616335156687582真 值1.071.993.5716.0433.349.756.16674.383.1测量值1.181.573.1415.6933.7350.2566875.680.1误 差10-21-12-21.2102.21.8-3.6图3-6 R1=R2=，1K-100K测量误差表3-7 R1=51K，R2=510，1K-100K量程测量数据R1=51K，R2=510（单位K）标称值1.123.616335156687582真 值1.071.993.5716.0433.349.756.16674.383.1测量值1.181.733.1416.0834.1250.5957.66875.683.1误 差10-13-1.10.22.51.82.72.31.90图3-7 R1=51K，R2=510，1K-100K量程误差表3-8 R1=510，R2=51K，1K-100K量程测量数据R1=510，R2=51K（单位K）标称值1.123.616335156687582真 值1.071.993.5716.0433.349.756.16674.383.1测量值1.171.733.5316.0834.1250.5957.66875.683.1误 差10-13-1.10.242.41.82.82.31.90图3-8 R1=510，R2=51K，1K-100K测量误差表3-9 R1=1K，R2=10K，1K-100K量程测量数据R1=1K，R2=10K（单位K）标称值1.123.616335156687582真 值1.071.993.5716.0433.349.756.16674.383.1测量值1.181.533.5317.0836.0851.7360.27174.685.1误 差10-23-1.1684770.42.4图3-9 R1=1K，R2=10K，1K-100K测量误差表3-10 R1=10K，R2=1K，1K-100K量程测量数据R1=10K，R2=1K（单位K）标称值1.123.616335156687582真 值1.071.993.5716.0433.349.756.16674.383.1测量值1.181.553.5317.1836.0851.7360.27174.485.1误 差10-23-1.1684770.42.4图3-10 R1=10K，R2=1K，1K-100K测量误差说明：测量值为本测量仪所测的阻值，真值为数字万用表所测的阻值。R1,R2为两臂电阻，参考图1-2所示误差=（测量值-真值）/真值*100%误差分析：1. 选用的是1K-100K量程范围，基准电阻选用51K，当R1为51K，R2为510和R1为510，R2为51K时，基准电阻附近电阻误差很小，隔离效果不错。2. 选用R1为10K，R2为1K和R1为1K，R2为10K时，基准电阻附近电阻误差比其前两组数据略为偏大，隔离效果一般。3. 在这个量程范围的电阻误差总体都保持在10%之内，电隔离效果明显。100K-10M量程测量数据：表3-11 R1=R2=，100K-10M量程测量数据R1=R2=（单位M）标称值0.110.560.821233.66.28.29.1真 值0.100.550.830.9932.033.013.56.138.39.2测量值0.140.570.861.022.073.023.66.358.38.7误 差403.63.62.71.903.63.50-5.7图3-11 R1=R2=，100K-10M测量误差表3-12 R1=51K，R2=510，100K-10M量程测量数据R1=51K，R2=510（单位M）标称值0.110.560.821233.66.28.29.1真 值0.100.550.830.9932.033.013.56.138.39.2测量值0.140.660.921.152.313.254.17.058.99.6误 差40199.915137.917156.64.8图3-12 R1=51K，R2=510，100K-10M测量误差表3-13 R1=510，R2=51K，100K-10M量程测量数据R1=510，R2=51K（单位M）标称值0.110.560.821233.66.28.29.1真 值0.100.550.830.9932.033.013.56.18.39.2测量值0.140.660.921.152.313.254.17.08.99.6误 差40199.915137.917156.64.8图3-13 R1=510，R2=51K，100K-10M测量误差表3-14 R1=1K，R2=10K，100K-10M量程测量数据R1=1K，R2=10K（单位M）标称值0.110.560.821233.66.28.29.1真 值0.100.550.830.9932.033.013.56.18.39.2测量值0.140.620.981.212.213.193.86.88.89.5误 差401211.1178.85.98.4115.63.2图3-14 R1=1K，R2=10K，10