一种四线制测电阻线路通断检测装置及判断方法与流程

本发明应用于高精电阻测试的,特别涉及一种四线制测电阻线路通断检测装置及判断方法。

背景技术：

1、pcba指的是印刷电路板组件，four-wire resistance test指的是四线制测试电阻，台式万用表的source_p 指的是源端正极，台式万用表的source_n 指的是源端负极，台式万用表的sense_p 指的是检测端正极，台式万用表的sense_n 指的是检测端负极，b2bconnector指的是板対板连接器。

2、目前测试电阻的方法有四线制和两线制测试，对于一些小阻值和精度要求高的场合，两线制的测试方法已经难以满足需求，因此需要使用四线制测试的方法，然而在狭小空间里只能通过下探针与转接板跟被测物接触，确保四线中的每一个信号都可靠接触到被测物是影响测试结果的关键因素。

3、四线制测量适用精度要求高的场合，例如待测电阻只有1ω或以下，两线制测量难以适用精度要求高的场合，由于表笔阻抗为0.5ω，容易干扰真实测试数据，然而四线测量需要同时操作四个表笔并且稳妥接触被测物，大部分使用者认为四个信号source_p，sense_p，source_n，sense_n只要都接在测试回路上，得到的结果就是准确，事实上，他们忽略了这四个信号里如果其中一个或者多个断开了，这样得到的测试结果不准确的。图7列出了可能出现的情况：由于实际应用场景的间距较小，无法通过人工手持人4个表笔进行测量，因此需要进行转接，把待测物的信号通过pcb和转接线转接出来进行测试，如果转接板接触不良或者线路出现了断线，就会出现图7所示的情况，source_p或者sense_p断开或接触不良，导致测试结果不准确。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种成本低、方便移植、适用于小间距的测试环境、能够提高小电阻测量精度及数据可靠性、自动判断测试回路通路是否有开路的四线制测电阻线路通断检测装置及判断方法。

2、本发明所采用的技术方案是：本发明包括台式万用表、待测电阻、恒流源、运算放大器、模数转换器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一继电器以及第二继电器，所述恒流源的out引脚、set引脚与待测电阻的一端连接，待测电阻的另一端经所述第一电阻接地，所述运算放大器的out引脚分两路，一路经所述第二电阻接入所述模数转换器的in+引脚，另一路经所述第三电阻接地，所述运算放大器的in引脚与所述第一继电器的公共端、所述第二继电器的常开触点连接，所述第一继电器的常开触点与待测电阻的两端连接，所述第二继电器的公共端接入待测电阻与所述第一电阻的节点，所述台式万用表的source_n端、source_p端分别与待测电阻的两端连接，所述台式万用表的sense_p端、sense_n端分别与所述运算放大器的in引脚连接。

3、一个优选方案是，所述四线制测电阻线路通断检测装置还包括以太网模块和主控板，所述以太网模块包括连接器和以太网控制器，所述连接器的net_rx_p引脚、net_rx_n引脚与所述以太网控制器对应的引脚连接，所述以太网控制器的spi1_nss引脚、spi1_sck引脚、spi1_miso引脚、spi1_mosi引脚、w5500_int引脚、w5500_rst引脚与所述主控板对应的引脚连接，所述主控板的sda引脚、scl引脚与所述模数转换器对应的引脚连接。

4、一个优选方案是，所述判断方法如下：

5、a、所述恒流源产生1ma的恒定电流，待测电阻以电压形式通过欧姆定律换算，所述模数转换器负责测量电压，自身参考电压是2048mv，进入所述模数转换器测试前经过所述第二电阻,所述第三电阻进行1/2分压经，即最大的测量电压为4096mv，所述运算放大器的放大倍数是50倍，因此4096/50=81.92mv，电阻最大量程82ω左右，1ω电阻测试结果为1mv；

6、b、测试前先通1ma的电流，闭合所述第二继电器，读取经过所述第一电阻的电压，测试数值为10mv，即说明source_n端、source_p端的回路正常；

7、c、souce端和sense端之间并联10k的电阻，当所述模数转换器读取的数值为82mv，即说明source_n端、source_p端、sense_p端、sense_n端同时断开；

8、d、source端的回路确认正常后，断开所述第二继电器，闭合所述第一继电器，此时当所有信号都接触良好，待测电阻的阻值为1ω，测试结果会接近1mv，根据欧姆定律r=u/i，如测试值为0.1mv，即说明sense端断开。

技术特征：

1.一种四线制测电阻线路通断检测装置，其特征在于：它包括台式万用表、待测电阻、恒流源（u1）、运算放大器（u2）、模数转换器（u3）、第一电阻（r3）、第二电阻（r4）、第三电阻（r5）、第一继电器（k1）以及第二继电器（k2），所述恒流源（u1）的out引脚、set引脚与待测电阻的一端连接，待测电阻的另一端经所述第一电阻（r3）接地，所述运算放大器（u2）的out引脚分两路，一路经所述第二电阻（r4）接入所述模数转换器（u3）的in+引脚，另一路经所述第三电阻（r5）接地，所述运算放大器（u2）的in引脚与所述第一继电器（k1）的公共端、所述第二继电器（k2）的常开触点连接，所述第一继电器（k1）的常开触点与待测电阻的两端连接，所述第二继电器（k2）的公共端接入待测电阻与所述第一电阻（r3）的节点，所述台式万用表的source_n端、source_p端分别与待测电阻的两端连接，所述台式万用表的sense_p端、sense_n端分别与所述运算放大器（u2）的in引脚连接。

2.根据权利要求1所述的一种四线制测电阻线路通断检测装置，其特征在于：所述四线制测电阻线路通断检测装置还包括以太网模块和主控板（u7），所述以太网模块包括连接器（j1）和以太网控制器（u9），所述连接器（j1）的net_rx_p引脚、net_rx_n引脚与所述以太网控制器（u9）对应的引脚连接，所述以太网控制器（u9）的spi1_nss引脚、spi1_sck引脚、spi1_miso引脚、spi1_mosi引脚、w5500_int引脚、w5500_rst引脚与所述主控板（u7）对应的引脚连接，所述主控板（u7）的sda引脚、scl引脚与所述模数转换器（u3）对应的引脚连接。

3.一种如权利要求1所述的四线制测电阻线路通断检测装置的判断方法，其特征在于，所述判断方法如下：

技术总结本发明旨在提供一种成本低、方便移植、适用于小间距的测试环境、能够提高小电阻测量精度及数据可靠性、自动判断测试回路通路是否有开路的四线制测电阻线路通断检测装置及判断方法。本发明包括台式万用表、待测电阻、恒流源、运算放大器、模数转换器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一继电器以及第二继电器，所述恒流源的OUT引脚、SET引脚与待测电阻的一端连接，待测电阻的另一端经所述第一电阻接地，所述运算放大器的OUT引脚分两路，一路经所述第二电阻接入所述模数转换器的IN+引脚，另一路经所述第三电阻接地，所述运算放大器的IN引脚与所述第一继电器的公共端、所述第二继电器的常开触点连接。本发明应用于高精电阻测试的技术领域。技术研发人员：容子杰,冯章法,康明勇,王海来,刘雨竹受保护的技术使用者：珠海市运泰利自动化设备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25