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专利号: 2019101827847
申请人: 南京晓庄学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-12-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种自动换挡高精度电阻测量装置的测量方法,其特征在于,

所述自动换挡高精度电阻测量装置,包括:

电流传感器(1)、显示屏(2)、模糊控制器(3)、键盘按钮(4)、毫安表(5)和惠斯通电桥电路(6),所述模糊控制器(3)与所述电流传感器(1)、所述显示屏(2)和所述键盘按钮(4)均为电连接;所述电流传感器(1)与待测电阻电连接,所述待测电阻与所述毫安表(5)和所述惠斯通电桥电路(6)电连接,所述毫安表(5)与所述惠斯通电桥电路(6)电连接;

所述毫安表(5)和所述待测电阻均与所述惠斯通电桥电路(6)并联,所述惠斯通电桥电路(6)包括开关K1_1、K1_2、K1_3、K1_4、K1_5、K1_6、K1_7、K1_8、K1_9、K1_10、K1_11、K1_12,所述开关K1_1连接电阻R1,所述电阻R1并联电阻R1‑2和电源E1,所述电阻R1‑2串联开关K1_

5、电阻R1‑3和开关K1‑9,所述开关K1‑9串联电阻R1‑4和电源E1;

所述开关K1_2连接电阻R2,所述电阻R2并联电阻R2‑2和电源E2,所述电阻R2‑2串联开关K1_6、电阻R2‑3和开关K1‑10,所述开关K1‑10串联电阻R2‑4和电源E2;

所述开关K1_3连接电阻R3,所述电阻R3并联电阻R3‑2和电源E3,所述电阻R3‑2串联开关K1_7、电阻R3‑3和开关K1‑11,所述开关K1‑11串联电阻R3‑4和电源E3;

所述开关K1_4连接电阻R4,所述电阻R4并联电阻R4‑2和电源E4,所述电阻R4‑2串联开关K1_8、电阻R4‑3和开关K1‑12,所述开关K1‑12串联电阻R4‑4和电源E4;

所述电阻R1包括开关S1‑1、S1‑2、S1‑3、S1‑4、S1‑5、S1‑6、S1‑7、S1‑8、S1‑9、S1‑10,所述开关S1‑1、电阻r1‑1和继电器一并联后的结构串联所述开关S1‑2、电阻r1‑2和继电器二并联后的结构,然后串联所述开关S1‑3、电阻r1‑3和继电器三并联后的结构,然后串联所述开关S1‑4、电阻r1‑4和继电器四并联后的结构,然后串联所述开关S1‑5、电阻r1‑5和继电器五并联后的结构,然后串联所述开关S1‑6、电阻r1‑6和继电器六并联后的结构,然后串联所述开关S1‑7、电阻r1‑7和继电器七并联后的结构,然后串联所述开关S1‑8、电阻r1‑8和继电器八并联后的结构,然后串联所述开关S1‑9、电阻r1‑9和继电器九并联后的结构,然后串联所述开关S1‑10、电阻r1‑10和继电器十并联后的结构;

所述电阻R1与所述电阻R2、R3、R4的结构均相同,所述电阻R1与所述电阻R1‑2、R1‑3、R1‑4的结构相同,所述电阻R2与所述电阻R2‑2、R2‑3、R2‑4的结构相同,所述电阻R3与所述电阻R3‑2、R3‑3、R3‑4的结构相同,所述电阻R4与所述电阻R4‑2、R4‑3、R4‑4的结构相同;

所述电源E1包括开关T1、电流源n1和继电器,所述开关T1、所述电流源n1和继电器均并联,所述电源E1、所述电源E2、所述电源E3和所述电源E4的结构相同;

所述开关T1包括T1‑3端和T1‑2端;

所述自动换挡高精度电阻测量装置的测量方法,包括如下步骤:

步骤一、首先调节K1处于1挡,即开关打到K1_1、K1_5、K1_9的位置,调节E1的开关T1从T1‑3端拨到T1‑2端,调节R1=r1‑1,测得I0;调节R1=r1‑1 + r1‑2 + r1‑3 +...r1‑10,测得I1;

步骤二、判断是否I1>0,若不是,则调节E1的开关T1从T1‑2端拨到T1‑3端,调节K1处于

2挡,即开关打到K1_2、K1_6、K1_10的位置,调节E2的开关T2从T2‑3端拨到T2‑2端,调节R2=r2‑1,测得I0;调节R2=r2‑1 + r2‑2 + r2‑3 +...r2‑10,测得I1;

步骤三、判断是否I1>0,若不是,则调节E2的开关T2从T2‑2端拨到T2‑3端,调节K1处于

3挡,即开关打到K1_3、K1_7、K1_11的位置,调节E3的开关T3从T3‑3端拨到T3‑2端,调节R3=r3‑1,测得I0;调节R3=r3‑1 + r3‑2 + r3‑3 +...r3‑10,测得I1;

步骤四、判断是否I1>0,若不是,则调节E3的开关T1从T3‑2端拨到T3‑3端,调节K1处于

4挡,即开关打到K1_4、K1_8、K1_12的位置,调节E4的开关T4从T4‑3端拨到T4‑2端,调节R4=r4‑1,测得I0;调节R4=r4‑1 + r4‑2 + r4‑3 +...r4‑10,测得I1;

步骤五、判断是否I1>0,若不是,则调节E4的开关T4从T4‑2端拨到T4‑3端,显示器显示“超出测量范围”;

步骤六、对于其他情况,则直接判断当前是否处于第1挡,若处于第1挡,则Rmin=r1‑1,Rmax=r1‑1 + r1‑2 + r1‑3 +...r1‑10,模糊计算得出R中;

若不处于第1挡,则判断当前是否处于第2挡,若处于第2挡,则Rmin=r2‑1,Rmax=r2‑1 + r2‑2 + r2‑3 +...r2‑10,模糊计算得出R中;

若不处于第2挡,则判断当前是否处于第3挡,若处于第3挡,则Rmin=r3‑1,Rmax=r3‑1 + r3‑2 + r3‑3 +...r3‑10,模糊计算得出R中;

若不处于第3挡,则Rmin=r4‑1,Rmax=r4‑1 + r4‑2 + r4‑3 +...r4‑10,模糊计算得出R中;

步骤七、控制器调节电阻Ry=R中,测得I中,其中y为相应档,判断是否‑1mA<I中<

1mA,若‑1mA<I中<1mA,则显示器显示Ry值;若不是‑1mA<I中<1mA,则判断是否I中>

1mA;若是I中>1mA,则Rmax=R中,模糊计算得出R中;若不是I中>1mA,则Rmin=R中,模糊计算得出R中。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,其中模糊计算得出R中的具体步骤如下:步骤一:定义输入变量、定义输出变量和模糊化处理;

输入变量:

x1:电阻Rmin对应的毫安表的值Imin;

x2:电阻Rmax对应的毫安表的值Imax;

输出变量:

u:R中;

各输入、输出变量的论域通过尺度变换可转化为基本论域[‑1,+1],I的范围为[Imin,Imax],则取绝对值大的I为+1或‑1;

步骤二、确定模糊规则如下:

Rule1:if(X1 is L,and X2 is M)then(U is L);

Rule2:if(X1 is M,and X2 is M)then(U is M);

Rule3:if(X1 is M,and X2 is H)then(U is H);

Rule4:if(X1 is L,and X2 is H)then(U is M);

上述模糊规则共4条,各个模糊语句之间是或的关系,由第一条语句所确定的控制规则计算出u1,由第二条语句所确定的控制规则计算出u2,由第三条语句所确定的控制规则计算出u3,由第四条语句所确定的控制规则计算出u4;

步骤三、输出解模糊;

采用加权平均法进行解模糊,得到控制量精确值的论域值u。