數(shù)字電位器能否應(yīng)用在測(cè)阻上

一、 電阻測(cè)試的原理分析

執(zhí)行機(jī)構(gòu)在測(cè)試的過(guò)程中有安全電流的要求，因此需要考慮使用恒流源進(jìn)行電阻的測(cè)試。由于阻值由幾Ω到2kΩ不等，正常情況下產(chǎn)生的測(cè)試電壓幾百毫伏到幾伏或者超標(biāo)，需要添加一個(gè)可變的放大電路，將超標(biāo)的電壓給降到可測(cè)試的范圍。電路處理中，將可控的數(shù)字電位器設(shè)計(jì)到電路中，利用軟件進(jìn)行數(shù)字電位器阻值的調(diào)整，改變電路的放大倍率，從而調(diào)整了輸出電壓，利用壓頻變換器將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成頻率信號(hào)，再將頻率信號(hào)輸入單片機(jī)的計(jì)數(shù)器，通過(guò)單片機(jī)的計(jì)數(shù)和運(yùn)算，達(dá)到電阻阻值測(cè)量的目的。

二、 數(shù)字電位器原理

隨著科技的發(fā)展，數(shù)字電位器種類很多，使用方法基本相近，其內(nèi)部功能如圖1所示。如圖1，管腳A、W、B是電位器電阻輸出管腳，管腳VDD電源輸入，管腳DGND電源地，管腳/CS是寫信號(hào)選通，管腳SD0和SDI數(shù)據(jù)輸入端，管腳CLK是脈沖輸入端。數(shù)字電位器靠微機(jī)寫入的字節(jié)來(lái)調(diào)整阻值的，AD5290是8位控制，具體如圖2所示。阻值調(diào)整方式，例如采用20k的數(shù)字電位器，通過(guò)計(jì)算，可以平分成28等分(256分)的阻值，輸入字節(jié)的數(shù)值乘以平分的阻值，就是數(shù)字電位器輸出的阻值。

通過(guò)移位寄存器的方式將數(shù)據(jù)寫入數(shù)字電位器，數(shù)據(jù)寫入方式如圖3所示:

三、 電阻測(cè)試

在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，具體的測(cè)試原理電路如圖4所示:

在圖4中，電阻ＲS為執(zhí)行級(jí)測(cè)試電阻，ＲX1為數(shù)字電位器，U0為精密基準(zhǔn)源輸入電壓，在電路中，輸入的電壓U0與Ｒ2的阻值，決定了輸入執(zhí)行級(jí)的電流，通過(guò)公式(1)可得U1的電壓，通過(guò)公式(2)可得U2的電壓，由公式(1)和公式(2)可以計(jì)算測(cè)試的阻值ＲS。

在公式(3)中，U2通過(guò)測(cè)試得到，Ｒ1、Ｒ2和U0已知，數(shù)字電位器ＲX1的阻值在程序設(shè)置過(guò)程中得到，利用程序運(yùn)算可以得到所測(cè)試的電阻，同時(shí)在顯示器中進(jìn)行顯示。測(cè)試U2的電壓過(guò)程中，如果電壓過(guò)高或者過(guò)低，通過(guò)軟件調(diào)節(jié)數(shù)字電位器，調(diào)節(jié)了整個(gè)電路的放大倍率，使U2的電壓在適度的范圍，在進(jìn)行阻值的測(cè)試，從而提高了測(cè)試精度，另一方面增加了阻值的測(cè)試范圍。

四、 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)改變數(shù)字電位器的阻值，改變整個(gè)放大電路的放大倍率，進(jìn)行阻值的測(cè)試，設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單實(shí)用，效果理想，并且在實(shí)際應(yīng)用中得到了驗(yàn)證，是一種經(jīng)濟(jì)可行的設(shè)計(jì)方法。