(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 207611092 U(45)授权公告日 2018.07.13
(21)申请号 201721856013.4(22)申请日 2017.12.26
(73)专利权人 山东精久科技有限公司
地址 250000 山东省济南市市中区英雄山
路84号(72)发明人 李贤杰 苏玉明 杨峰 许帅
谭湘菲 王付全 柴会斌 张兴林 (74)专利代理机构 济南舜源专利事务所有限公
司 37205
代理人 张亮(51)Int.Cl.
G01R 27/14(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图1页
(54)实用新型名称
一种高精度电阻测量电路(57)摘要
本实用新型提供一种高精度电阻测量电路，通过基准电压输出芯片产生一个精密基准电压，该基准电压具有温度漂移小、噪声电压低、动态电阻低、寿命长等优良特性。高精度电阻测量电路实现了两级精密恒流源，第一级恒流源可以通过调节滑动电阻而改变恒流源的电流值，第二级恒流源是具有带载能力的精密恒流源，从而实现精确测量电阻值。
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权 利 要 求 书
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1.一种高精度电阻测量电路，其特征在于，包括：基准电压输出芯片N3，比较放大器N1，比较放大器N2，电阻R1，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，滑动电阻RT1，电容C1，电容C2，电容C3，电容C4，稳压二极管W1，场效应管Q1，场效应管Q2；
基准电压输出芯片N3一脚分别比较放大器N1三脚和电阻R1第一端连接，基准电压输出芯片N3二脚，四脚，电阻R4第一端，滑动电阻RT1第一端和滑动端，电容C4第一端，被测电阻Rx第一端分别接地；
基准电压输出芯片N3三脚，电阻R1第二端，比较放大器N1七脚，电容C1第一端，电阻R7第二端，电阻R10第二端，电阻R11第二端分别接电源；电容C1第二端接地；
比较放大器N1二脚与电阻R3第一端连接；比较放大器N1四脚分别与电源和电容C2第一端连接，电容C2第二端接地；比较放大器N1六脚与电阻R2第一端连接；
电阻R3第二端，电阻R4第二端，电阻R5第一端分别与场效应管Q1的S1级连接；电阻R2第二端与场效应管Q1的G1级连接；场效应管Q1的D1级分别与电阻R7第一端和电阻R6第一端连接；电阻R5第二端与滑动电阻RT1第二端连接；
电阻R6第二端与比较放大器N2三脚连接；比较放大器N2七脚分别与电源和电容C3第一端连接，电容C3第二端接地；比较放大器N2四脚接地；比较放大器N2二脚与电阻R8第一端连接；比较放大器N2六脚与电阻R9第一端连接；
电阻R9第二端和稳压二极管W1阳极分别与场效应管Q2的G2级连接；场效应管Q2的S2级分别与稳压二极管W1阴极，电阻R8第二端，电阻R10第一端以及电阻R11第一端连接；场效应管Q2的D2级分别电容C4第二端和被测电阻Rx第二端连接。
2.根据权利要求1所述的高精度电阻测量电路，其特征在于，基准电压输出芯片N3三脚，电阻R1第二端，比较放大器N1七脚，电容C1第一端，电阻R7第二端，电阻R10第二端，电阻R11第二端分别接+15v电源。
3.根据权利要求2所述的高精度电阻测量电路，其特征在于，比较放大器N1四脚分别与-15v电源和电容C2第一端连接。4.根据权利要求1所述的高精度电阻测量电路，其特征在于，比较放大器N2七脚分别与+24v电源和电容C3第一端连接。5.根据权利要求1所述的高精度电阻测量电路，其特征在于，基准电压输出芯片N3一脚输出6.9V基准电压。6.根据权利要求1所述的高精度电阻测量电路，其特征在于，基准电压输出芯片N3的型号为：LM399；比较放大器N1的型号为：OP07CP；比较放大器N2的型号为：OP07CP。
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一种高精度电阻测量电路
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技术领域
[0001]本实用新型涉及电阻测量领域，尤其涉及一种高精度电阻测量电路。
背景技术
[0002]针对目前通用的电阻测量仪器，多为多功能综合测量仪器，它不是专门为测量电阻而设计，就单测试电阻而言，测量电阻的精度不高；对于专门用于测量电阻的专用设备，一般情况电阻的测量范围较宽，为保证全量程的测量精度，在设计中为兼顾低端电阻和高端电阻的精度，会采用折中设计方案，造成测量精度降低，如果保证全量程的高精度，就会造成成本的增高。[0003]目前，现有的电阻测量电路一般情况通过恒流源给被测电阻Rx加一定的电流，用万用表测量Rx两端的电压，所测的电压除以流过被测电阻Rx的电流，即可得出被测电阻Rx的阻值。
[0004]现有技术中，存在的主要问题是电阻测量的量程宽，设计的恒流源既要兼顾小阻值的电阻，又要考虑大阻值的电阻，设计恒流源所需器件就有，恒流源电流大时会发热严重，影响恒流源电流的稳定性，导致所测电阻不准。发明内容
[0005]为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种高精度电阻测量电路，包括：基准电压输出芯片N3，比较放大器N1，比较放大器N2，电阻R1，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，滑动电阻RT1，电容C1，电容C2，电容C3，电容C4，稳压二极管W1，场效应管Q1，场效应管Q2；
[0006]基准电压输出芯片N3一脚分别比较放大器N1三脚和电阻R1第一端连接，基准电压输出芯片N3二脚，四脚，电阻R4第一端，滑动电阻RT1第一端和滑动端，电容C4第一端，被测电阻Rx第一端分别接地；
[0007]基准电压输出芯片N3三脚，电阻R1第二端，比较放大器N1七脚，电容C1第一端，电阻R7第二端，电阻R10第二端，电阻R11第二端分别接电源；电容C1第二端接地；[0008]比较放大器N1二脚与电阻R3第一端连接；比较放大器N1四脚分别与电源和电容C2第一端连接，电容C2第二端接地；比较放大器N1六脚与电阻R2第一端连接；[0009]电阻R3第二端，电阻R4第二端，电阻R5第一端分别与场效应管Q1的S1级连接；电阻R2第二端与场效应管Q1的G1级连接；场效应管Q1的D1级分别与电阻R7第一端和电阻R6第一端连接；电阻R5第二端与滑动电阻RT1第二端连接；[0010]电阻R6第二端与比较放大器N2三脚连接；比较放大器N2七脚分别与电源和电容C3第一端连接，电容C3第二端接地；比较放大器N2四脚接地；比较放大器N2二脚与电阻R8第一端连接；比较放大器N2六脚与电阻R9第一端连接；
[0011]电阻R9第二端和稳压二极管W1阳极分别与场效应管Q2的G2级连接；场效应管Q2的S2级分别与稳压二极管W1阴极，电阻R8第二端，电阻R10第一端以及电阻R11第一端连接；场
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效应管Q2的D2级分别电容C4第二端和被测电阻Rx第二端连接。[0012]优选地，基准电压输出芯片N3三脚，电阻R1第二端，比较放大器N1七脚，电容C1第一端，电阻R7第二端，电阻R10第二端，电阻R11第二端分别接+15v电源。[0013]优选地，比较放大器N1四脚分别与-15v电源和电容C2第一端连接。[0014]优选地，比较放大器N2七脚分别与+24v电源和电容C3第一端连接。[0015]优选地，基准电压输出芯片N3一脚输出6.9V基准电压。[0016]优选地，基准电压输出芯片N3的型号为：LM399；[0017]比较放大器N1的型号为：OP07CP；[0018]比较放大器N2的型号为：OP07CP。[0019]从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：[0020]基准电压输出芯片产生一个精密基准电压，该基准电压具有温度漂移小、噪声电压低、动态电阻低、寿命长等优良特性。高精度电阻测量电路实现了两级精密恒流源，第一级恒流源可以通过调节滑动电阻RT1而改变恒流源的电流值，第二级恒流源是具有带载能力的精密恒流源，从而实现精确测量电阻值。附图说明
[0021]为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0022]图1为高精度电阻测量电路电路图。
具体实施方式
[0023]为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
[0024]本实用新型提供了一种高精度电阻测量电路，如图1所示，包括：基准电压输出芯片N3，比较放大器N1，比较放大器N2，电阻R1，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，滑动电阻RT1，电容C1，电容C2，电容C3，电容C4，稳压二极管W1，场效应管Q1，场效应管Q2；
[0025]基准电压输出芯片N3一脚分别比较放大器N1三脚和电阻R1第一端连接，基准电压输出芯片N3二脚，四脚，电阻R4第一端，滑动电阻RT1第一端和滑动端，电容C4第一端，被测电阻Rx第一端分别接地；基准电压输出芯片N3三脚，电阻R1第二端，比较放大器N1七脚，电容C1第一端，电阻R7第二端，电阻R10第二端，电阻R11第二端分别接电源；电容C1第二端接地；比较放大器N1二脚与电阻R3第一端连接；比较放大器N1四脚分别与电源和电容C2第一端连接，电容C2第二端接地；比较放大器N1六脚与电阻R2第一端连接；[0026]电阻R3第二端，电阻R4第二端，电阻R5第一端分别与场效应管Q1的S1级连接；电阻R2第二端与场效应管Q1的G1级连接；场效应管Q1的D1级分别与电阻R7第一端和电阻R6第一
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端连接；电阻R5第二端与滑动电阻RT1第二端连接；电阻R6第二端与比较放大器N2三脚连接；比较放大器N2七脚分别与电源和电容C3第一端连接，电容C3第二端接地；比较放大器N2四脚接地；比较放大器N2二脚与电阻R8第一端连接；比较放大器N2六脚与电阻R9第一端连接；
[0027]电阻R9第二端和稳压二极管W1阳极分别与场效应管Q2的G2级连接；场效应管Q2的S2级分别与稳压二极管W1阴极，电阻R8第二端，电阻R10第一端以及电阻R11第一端连接；场效应管Q2的D2级分别电容C4第二端和被测电阻Rx第二端连接。[0028]基准电压输出芯片N3的型号为：LM399；[0029]比较放大器N1的型号为：OP07CP；[0030]比较放大器N2的型号为：OP07CP。[0031]本实施例中，基准电压输出芯片N3三脚，电阻R1第二端，比较放大器N1七脚，电容C1第一端，电阻R7第二端，电阻R10第二端，电阻R11第二端分别接+15v电源。比较放大器N1四脚分别与-15v电源和电容C2第一端连接。比较放大器N2七脚分别与+24v电源和电容C3第一端连接。
[0032]本实施例中，基准电压输出芯片N3一脚输出6.9V基准电压。基准电压输出芯片N3的型号为：比较放大器N1的型号为：比较放大器N2的型号为：。[0033]高精度电阻测量电路包括以下三部分组成：一是基准电压输出芯片N3和外围电路组成的基准电压发生电路；二是比较放大器N1、场效应管Q1和外围电路组成的一级恒流源电路；三是比较放大器N2、场效应管Q2和外围电路组成的二级恒流源电路。[0034]基准电压输出芯片N3的1脚输出6.9V精密基准电压，该基准电压具有温度漂移小、噪声电压低、动态电阻低、寿命长等优良特性。基准电压输出芯片N3内部的恒温电路能把芯片温度自动调节到90℃，只要环境温度不超过90℃，就能消除温度变化对基准电压的影响。[0035]基准电压输出芯片N3的1脚产生的基准电压直接送到比较放大器N1的三脚作为比较电压的基准，场效应管Q1的漏极(S1)反馈的电压通过电阻R3送到比较放大器N1的2脚，比较放大器N1的6脚输出电压通过电阻R2送到场效应管Q1的栅极(G1)，驱动场效应管Q1导通，这样比较放大器N1通过2脚、3脚电压比较输出，驱动场效应管Q1，构成一个闭环反馈，场效应管Q1便恒流输出，通过调节滑动电阻RT1，可以微调恒流源的电流值，从而可以微调效应管Q1源极(D1)端输出的电压值。
[0036]如果当被测电阻Rx接到HI和LO两点之间时，场效应管Q1源极(D1)端输出的恒定的电压值，通过电阻R6送到比较放大器N2的3脚，作为比较电压的基准，场效应管Q2的漏极(S2)反馈的电压通过电阻R8送到N2的2脚，比较放大器N2的6脚输出电压通过电阻R9送到场效应管Q2的栅极(G2)，驱动场效应管Q2导通，这样比较放大器N2通过2脚、3脚电压比较输出，驱动场效应管Q2，构成一个闭环反馈，场效应管Q2也形成恒流输出，通过测量Rx两端的电压，所测的电压除以流过被测电阻Rx的电流，即可得出被测电阻Rx的阻值。[0037]如果被测电阻Rx测得的阻值有偏差，可以通过调节滑动电阻RT1，改变第一级恒流源的电流值，从而可以改变第二级恒流源的电流值，达到精确校准被测电阻Rx的值。[0038]通过上述分析，第一级恒流源是产生一个精密可微调的恒流源，但没有带载能力，第二级恒流源是产生一个具有带载能力的精密恒流源，从而达到对电阻的高精度测量。[0039]高精度电阻测量电路产生一个精密基准电压，该基准电压具有温度漂移小、噪声
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电压低、动态电阻低、寿命长等优良特性。高精度电阻测量电路实现了两级精密恒流源，第一级恒流源可以通过调节滑动电阻RT1而改变恒流源的电流值，第二级恒流源是具有带载能力的精密恒流源，从而实现精确测量电阻值。
[0040]本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。[0041]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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说 明 书 附 图
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图1
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