接触电阻测试系统的研制

《接触电阻测试系统的研制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、http://www.paper.edu.cn接触电阻测试系统的研制12刘云，林雪燕1北京邮电大学自动化学院，北京（100876）2北京邮电大学自动化学院，北京（100876）E-mail：liuyun.bupt@yahoo.com.cn摘要：接触电阻是用来表示元器件接触点之间好坏的标准之一，所以接触电阻的测量必不可少，本文对接触电阻测试仪的研制进行了阐述，详细介绍了系统的各部分组成以及各部分所完成的功能。关键词：接触电阻四点法模数转换串口通信中文图书号：TP1.引言在电子、通信或电力系统中，不仅元件之间、电路之间、设备之间乃至元件内部都需要[1]可靠的

2、电子连接。但由于导体界面处于不同的大气环境中，经常覆盖着不同气体的氧化层[2]或电化学腐蚀层，从而使接触状态复杂化，增加了接触面间的接触电阻值，影响了接触性能，所以，为了研究触点的可靠性，接触电阻的测量必不可少。微动电阻测试仪硬件电路部分主要是采用LM1458、ICL7135等芯片完成接触电阻的测量。电阻测试仪的精度为四位半，量程2V/2Ω,精度0.1mV/0.1mΩ。LM1458是双运算放大器，它的作用是将实际测量的电压值进行放大，并输出给ICL7135芯片。ICL7135芯片用来完成A/D转换，将传递过来的数据由模拟量转换成数字量，并由五位数码管动态

3、显示所测电阻值。2.接触电阻测试系统的研究2.1测量原理贵金属电触点材料接触电阻的测量方法参照国家标准GB/T15078-1994贵金属电触点[3]材料接触电阻的测量方法，采用四点法测量，由于四点法测量接触电阻采用20mA/100mA的恒流源，故测量接触电阻的实质是测量微动接触电压。四点法接触电阻的测量原理见图1。图1四点法测量接触电阻原理图1http://www.paper.edu.cn图1所测电阻即为触头和样片接触时的电阻，其中的恒流源用来为接触区域提供电流IC，电压表用来测量P+和P-之间的电压VC，由于电压表内阻相对于所测接触电阻来说相当大（一般

4、的接触电阻大于100mΩ的话就属于高阻），所以电压表上分得的电流可以忽略不计，可以认为电压表所测电压VC即为P+和P-之间的电压值，从而电压VC与电流IC的比值即为电阻值。但由于触点和样片的接触区域非常小，按图中的接线得到的是P+和P-之间的电阻值。为了使测得的数据尽量接近真实的接触电阻值，应使得P+接线端尽量靠近触头与样片的接触区域。2.2硬件结构2.2.1放大电路：四点法是用来测量接触电阻的，但实质是测得的电压与电流的比值才为电阻值，所以若直接读电压表的读数，则还需另外计算电阻值，比较繁琐。由于电流不变，所以可以通过找到电压与电阻之间的关系，使得所测

5、电压的读数即为电阻值，减少了计算的麻烦。恒流源为20mA时，把输出电压放大50倍，则显示即为电阻值，单位为mΩ；若恒流源为100mA时，把输出电压放大10倍，则显示也即为电阻值，单位为mΩ。放大电路部分的电路如图2所示。图2接触电阻测量系统放大电路电路图中有两个LM1458芯片，P+和P-分别接被测电阻两端（如图1），经过图2放大电路后的输出电压为：RR112[4]VV=−++()V(1)（1）out12RR23由于R1、R2为固定值（R1=2KΩ，R2=1KΩ）,所以要想使输出电压放大50倍或10倍，只能改变可调电阻R3的阻值来控制放大倍数。通过计算可

6、知，R3≈85Ω时输出电压放大50倍，R3≈470Ω时输出电压放大10倍。2.2.2模数转换和数码管驱动电路2http://www.paper.edu.cn模数转换部分是核心部分，本系统选用ICL7135芯片进行A/D转换，将测得的电压值经过模数转换后以数字的形式显示出来。ICL7135芯片要求120KHz时钟输入。我们选用3.840M晶体振荡器，晶振的3.840M频率通过HCF4060BE芯片进行32分频后得到120KHz的频率。ICL7135芯片实现A/D转换的接线如图3所示。[5]图3ICL7135芯片A/D转换接线图数码管采用动态显示，可以大幅度

7、地降低硬件成本和电源的功耗。ICL7135芯片的输出有D1（LSD）~D5（MSD）五位位选信号输出和B1、B2、B4、B8四位BCD码输出。五位位选信号输出与驱动器（MC1413）连接，驱动五个数码管，用来选中某一位，四位BCD码输出与BCD—七段十进制锁存器（MC14513）连接，使数码管显示所选中的某一位的数据。同时，ICL7135芯片的选通信号（STROBE）、忙信号（BUSY）和D1（LSD）~D5（MSD）五位数字驱动信号以及B1、B2、B4、B8四位BCD码可以送入串行接口，与计算机相连，即时存储及处理数据。本毫伏毫欧表精度为四位半，因此有

8、五位读数，精确到小数点后一位。采用并行LED数码管动态扫描显示电路（共阴极）驱动