电池供电微电阻测量仪设计与实现毕业论文.doc

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1、电池供电微电阻测量仪设计与实现毕业论文目录1.绪论11.1微电阻测量的意义11.2微电阻测量仪原理简述21.2.1伏安法测微电阻21.2.2比较法测徽电阻41.3微电阻测量的发展现状51.3.1微电阻计51.3.2直流微电阻测试仪51.3.3数字式微电阻测试仪62.整机原理结构框图83.微电阻测量93.1测量原理93.2四引线测量93.3系统工作原理94.主要单元电路设计114.1恒流源114.2仪用放大器量程自动转换电路114.3A/D转换电路114.3.1结构与性能特点124.3.2AD7714片内寄存器及其功能134.3.3

2、AD7714与C8051的连接144.3.4软件设计154.3.5注意事项195.抗干扰设计20第I页5.1硬件滤波205.2软件滤波205.3其它抗干扰措施206.低功耗设计226.1C8051各部分组件的功耗   226.1.1振荡器功耗分析   226.1.2数字设备的功耗分析   236.1.3数字外围设备与I／0接口的功耗分析   246.1.4模拟外围设备的功耗   256.2降低功耗的几点考虑   256.2.1降低工作电压、减小工作电流   256.2.2设计一个低功耗的休眠模式   266.2.3设计一个高效运作

3、模式   277.锂电池充电供电保护电路设计297.1锂离子电池充电供电的保护条件297.2锂离子电池充供电保护电路原理297.2.1正常状态2972.2过充电保护297.2.3过供电保护307.2.4过电流保护317.2.5短路保护317.3软件设计318.结论33致谢34参考文献及引用资料目录35附录1英文资料及翻译36第I页1.绪论工业生产和科学研究中，经常遇到微小电阻的测量问题，如在电力系统生产和安全维护中经常需要对各类变压器绕组直流电阻进行测量，以判断变压器性能及状况。在这些场合，由于被测电阻阻值通常很小，万用表无法测量

4、，而实验室通常所用的电桥测量又具有操作过程繁琐且不能够直接读出被测电阻值的缺点。所以，传统的测量方法难以快速实现微小电阻的测量，鉴于此，我们研制了用于高精度的微小电阻测量仪，方便在现场进行快捷、准确的测量。鉴于此，以高性能单片机C8051F020为主控制芯片，选用高精度24位的A/D转换芯片AD7714设计并开发了微小电阻测量仪。随着便携式电子设备的发展,其对电池性能、体积、质量的要求也日益提高。锂离子电池以高能量密度、高电池电压、高循环次数、体积小、质量轻等特性脱颖而出，取代传统的镍铬和镍氢电池,迅速成为市场主流。随着锂离子电池

5、的广泛应用，其使用方法和技术得到人们越来越多的重视。锂离子电池对充电供电控制和保护电路的要求较高。在使用过程中应严格避免出现过充、过放、过流等现象。与镍氢、镍镉电池不一样，锂离子电池必须考虑充电、供电时的安全性。在过度充电状态下，电池温度上升后能量将过剩，由于电解液分解而产生气体，致使内压上升而产生自然或破裂的情况。而在过度供电状态下，电解液分解导致电池特性和耐久性劣化。降低电池可充电次数。根据锂离子电池特性，采用8051单片机对锂离子电池进行充供电保护,并对其充供电原理、保护方法、参数设置和应用中出现的问题进行了分析。1.1微电

6、阻测量的意义第49页在工程实践中,常需要测定某些高导电材料的电阻率。在科学研究中,也经常把电阻率测量当成一种对材料的结构和物质形态变化进行监测的手段。但是有些高导电材料的电阻很小,采用实验室一般仪器,在很多情况下无法测量,而市场上微电阻测量仪价格又非常昂贵。在工程实践中，常需要测定某些高导电材料的电阻率。在科学研究中，也经常把电阻率测量当成一种对材料的结构和物态变化进行监测的手段。但金属试样受几何形状的限制电阻很小，只有几微欧或更小。在实验室中，测量低电阻时通常使用双臂电桥，由于它本身受灵敏度的限制和存在引线电阻的影响，采用双臂电

7、桥最低只能测到1微欧的电阻，而且测量结果只有1位有效数字，不同仪器对待测样品的几何形状也有要求，在很多情况下甚至无法测量，从而精确测量微电阻比较困难。1.2微电阻测量仪原理简述在工程实践中，我们常需要测定某些高导电材料的电阻率。但由于实际情况的限制，有时试样做得很小，其电阻只有微欧数量级或更小。在一般实验室里，测量低电阻使用的双臂电桥最低只能测到10欧姆，测量结果只有一位有效数字甚至无法测量，从而使微电阻的测量成为难题。1.2.1伏安法测微电阻在测中值电阻时，由于伏安法受到接线方法和电表准确度的影响，测量误差较大，我们常使用准确度

8、较高的电桥进行测量。但是，在测量微电阻时，电桥已无法使用，而伏安法却有它自己的独到之处。因为此时待测电阻值很小，做成四端电阻，电压表所引起的分流可以忽略，测量误差完全由电表准确度决定。所以，在测量微电阻时，使用伏安法，只要电表选择合适，仍可达到一定