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专利号: 2020111023445
申请人: 湖北工业大学
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种双激励的高精度绝对阻抗测量方法,包括由单片机内部的DAC模块输出幅值不同、相位相差180°的正弦激励信号Asinωt、‑Bsinωt,使激励信号的幅值A>0、B>0,A+B=Const,Const为常数,再通过运放的同向跟随后,加载到由被测电阻Rx与标准电阻R串联电路的两端,被测电阻Rx与标准电阻R的中间结点输出电压通过同向一级放大k1倍,输出电压Amsinωt,再通过反向二级放大k2倍,输出电压AOsinωt,正激励信号Asinωt及输出电压Amsinωt和AOsinωt分别送入单片机内部进行AD转换及信号处理,得到被测阻抗Rx的大小,其特征在于,在测量被测阻抗Rx的大小前,需根据以下步骤调整激励信号A和B的幅值:步骤1.根据所述被测电阻Rx的原始标定值为R0计算激励信号A和B的理想幅值,B=Const‑A,Rx=R0;

步骤2.根据步骤1得到的激励信号A和B的理想幅值,计算激励信号A和B幅值的上限:A上和B上,下限:A下和B下,B上=Const‑A下,B下=Const‑A上,所述单片机采用

参考电压进行ADC转换,参考电压为2Asa,Asa为假设饱和幅值,k=k1*k2<0;

步骤3.计算当被测电阻Rx相对原始标定值为R0降低时,激励信号A和B的幅值应调整为AN=A上,BN=B下,对应的Rx的测量量程为计算当被测电阻Rx相对原始标定值为R0升高时,激励信号A和B的幅值应调整为AN=A下,BN=B上,对应的Rx的测量量程为步骤4.根据被测电阻Rx相对原始标定值的变化方向,按步骤3对应调整激励信号A和B的幅值生成正弦激励信号ANsinωt、‑BNsinωt并加载到由被测电阻Rx与标准电阻R串联电路的两端,经同向一级放大和反向二级放大后输出电压的幅值为AO,单片机计算得到被测电阻Rx为

2.根据权利要求1所述的双激励的高精度绝对阻抗测量方法,其特征在于,若步骤4经同向一级放大和反向二级放大后输出电压的幅值AO>Asa,则单片机根据同向一级放大后输出点电压的幅值Am和正弦激励信号Asinωt调整前的幅值A,按下式计算激励信号A和B的幅值调整值ANx、BNx:BNx=Const‑ANx,

调整激励信号A和B的幅值为ANx、BNx,生成新的相应正弦激励信号后,加载到被测电阻Rx与标准电阻R串联电路的两端,得到新的电压AO,按照步骤4单片机计算得到被测电阻Rx为

3.根据权利要求1所述的双激励的高精度绝对阻抗测量方法,其特征在于,步骤4之后还包括:步骤5.若步骤4经同向一级放大和反向二级放大后输出电压的幅值AO>Asa,当被测电阻Rx相对原始标定值为R0升高时,根据步骤3计算得到Rx的测量量程上限重新计算激励信号A和B的幅值调整值AN=AN+1、BN=BN+1,BN+1=Const‑AN+1,对应的Rx的测量量程为 重复

步骤4,若单片机采集到的反向二级放大后输出电压幅值AO不大于Asa,则单片机计算得到被测电阻Rx为步骤6.若经步骤5单片机采集到的反向二级放大后输出电压幅值AO大于Asa,则使BN=BN+1,AN=AN+1,重复步骤5计算得到 和激励信号A和B的幅值调整值BN=BN+2=Const‑AN+2,单片机继续比较AO,若AO不大于Asa,则单片机计算得到被测电阻

步骤7.若AO>Asa,则重复步骤6,直至AO不大于Asa,单片机计算得到被测电阻n>2。

4.根据权利要求1所述的双激励的高精度绝对阻抗测量方法,其特征在于,步骤4之后还包括:步骤5.若步骤4经同向一级放大和反向二级放大后输出电压的幅值AO>Asa,当被测电阻Rx相对原始标定值为R0降低时,根据步骤3计算得到Rx的测量量程下限重新计算激励信号A和B的幅值调整值AN=AN+1、BN=BN+1,BN+1=Const‑AN+1,对应的Rx的测量量程为 重

复步骤4,若单片机采集到的反向二级放大后输出电压幅值AO不大于Asa,则单片机计算得到被测电阻Rx为步骤6.若经步骤5单片机采集到的反向二级放大后输出电压幅值AO大于Asa,则使BN=BN+1,AN=AN+1,重复步骤5计算得到 和激励信号A和B的幅值调整值BN=BN+2=Const‑AN+2,单片机继续比较AO,若AO不大于Asa,则单片机计算得到被测电阻

步骤7.若AO>Asa,则重复步骤6,直至AO不大于Asa,单片机计算得到被测电阻

5.根据权利要求2所述的双激励的高精度绝对阻抗测量方法,其特征在于,同向一级放大时,放大倍数k1取1。