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　　1、引言

　　在電路測試過程中常常會碰到由于忽略某些小電阻的影響引起實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論值之間存在較大誤差，從而影響測試效果。例如電感器、變壓器中往往存在銅電阻，地鐵鐵軌的電阻;由于其數(shù)值較小，一般的指針萬用表無法測量出來;通常實(shí)驗(yàn)室里會用電橋進(jìn)行測量，但電橋操作手續(xù)較煩，又不能直接讀出被測電阻阻值。鑒于此，我們采用了單片機(jī)，利用單片機(jī)的優(yōu)勢設(shè)計了該測量儀。該測量儀可直接從LCD顯示屏上讀出所測得的電阻值，測量范圍為10μΩ～2.9999kΩ，同時可以把測試的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存，然后經(jīng)串行口送入上位機(jī)，通過上位機(jī)的強(qiáng)大功能，可以對所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理。該測試儀的測量精度高達(dá)±0.1%，并采用四端測量法，電阻值不受引線長短及接觸電阻的影響。不僅測量簡便，讀數(shù)直觀，且測量精度、分辨率也高于一般電橋?？捎糜趯?shí)驗(yàn)室、研究所，尤其適用于工作現(xiàn)場。

　　2、測試原理

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　　如上圖本機(jī)的基本原理是采用在被測電阻上通過已知的恒定電流,取出被測電阻上的壓降，經(jīng)放大器放大轉(zhuǎn)換為0～3V直流電壓，然后送入C8051F005A/D轉(zhuǎn)換的輸入端，經(jīng)單片機(jī)處理，最后經(jīng)過液晶顯示器直接顯示電阻阻值。

　　由于要實(shí)現(xiàn)對微小電阻的測量，所以要求放大器的分辨率高(高潮達(dá)10μV)，線性度好，輸入阻抗高，并要求漂移低、抑制噪聲和抗干擾能力強(qiáng)，為此我們設(shè)計了如圖2中信號處理電路所示的差動放大器。此放大器由運(yùn)放A1、A2組成第一級差分式電路，A3組成第二級差分式電路，R3、R4、RW組成反饋網(wǎng)絡(luò),引入了深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋，故有較高的輸入阻抗，且A1、A2都選同相端作為輸入端，則它們的共模輸出電壓和漂移電壓也都相等，再經(jīng)過A3組成的差分式電路，可以互相抵消，故它有很強(qiáng)的共模抑制能力和較小的輸出漂移電壓;A4是電壓反向跟隨器，其作用是使前后級隔離。分析此電路可得下列方程。

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　　當(dāng)R5= R7、R6= R8時，上述方程化簡可得：

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　　從(3)式知輸出電壓U4與被測電阻RX成正比。放大器的倍數(shù)由R3、R4、RW而定，由于A/D轉(zhuǎn)換器的輸入電壓為0～3V，本儀器設(shè)置放大器的放大倍數(shù)為10倍，在U4端得到0～3V的直流電壓。為了保證放大器的分辨率和穩(wěn)定性，除上述電路本身優(yōu)點(diǎn)外，集成運(yùn)放A1、A2、A3選用了高精度、低噪聲、低漂移的max495，反饋支路的電阻均選用高精度、低溫度系數(shù)的精密電阻，此外還采取了一些屏蔽措施有效地抑制了噪聲和干擾。測試時被測電阻與測試儀器間采用四端接線法，恒流源電流經(jīng)IN1輸入從IN2輸出，測量時用四根專用導(dǎo)線與被測電阻Rx連接，當(dāng)被測電阻較小時，為了避免導(dǎo)線電阻和接觸電阻的影響，四根連接導(dǎo)線要做到特性一致、阻抗相同，這樣就可以消除導(dǎo)線電阻和接觸電阻的影響。