一种精密交流电阻测量仪及其测量方法与流程

技术特征：

1.一种精密交流电阻测量仪，其特征在于：所述的精密交流电阻测量仪包括微处理器、正弦波振荡器、分频器、相位控制器、第一正弦波发生器、第二正弦波发生器、滤波器、信号选择器以及鉴相器；

所述的正弦波振荡器用于产生正弦波测试信号，所述的正弦波振荡器的信号输出端与分频器的信号输入端连接，所述分频器的测试信号输出端通过相位控制器连接第一正弦波发生器，所述分频器的参考信号输出端通过所述的相位控制器连接第二正弦波发生器；

所述微处理器的控制输出端连接分频器，用于对分频器参考信号输出端的信号进行相位调整，所述第二正弦波发生器的信号输出端连接鉴相器的参考信号输入端，经过相位调整后的信号经过第二正弦波发生器，输出准正弦波信号作为鉴相器的参考信号源；

所述第一正弦波发生器的信号输出端连接滤波器，所述滤波器的信号输出端连接信号选择器的信号输入端，所述信号选择器的信号输出端连接鉴相器的测试信号输入端，通过所述滤波器滤波平滑后的正弦波信号作为鉴相器的测试信号源；

所述鉴相器的参考信号输入端获取的是标准电阻两端的电压信号，所述鉴相器的测试信号输入端获取的是被测件两端的电压信号，所述鉴相器测得标准电阻与被测件的矢量合成电压，所述鉴相器的数据输出端连接微处理器的输入端，微处理器根据鉴相器输出的电压信号，计算待测件的阻值。

2.根据权利要求1所述的精密交流电阻测量仪，其特征在于，所述的精密交流电阻测量仪包括功率放大器和运算放大器，所述的功率放大器运算放大器串接后，连接在所述的滤波器和信号选择器之间。

3.根据权利要求1所述的精密交流电阻测量仪，其特征在于，所述鉴相器的参考信号输入端采用四种相位的参考信号，即相位分别为0度，90度，180度和270度的正弦波信号，每种参考信号的相位之间精确地相差90度，且所述参考信号的频率与测试信号的频率完全一样。

4.根据权利要求1所述的精密交流电阻测量仪，其特征在于，所述第一正弦波 发生器和第二正弦波发生包括正弦ROM表以及D/A转换器。

5.根据权利要求4所述的精密交流电阻测量仪，其特征在于，所述的分频器输入端输入的是64倍测试信号，分频器从64f开始倒计时，输出32f、16f、8f、4发、2f和f六种信号到正弦波发生器，作为正弦ROM表的地址，然后根据地址取出ROM内闪存的准正弦波的64级内容，并输送到D/A转换器，控制D/A转换器输出准正弦波，最后经过滤波器平滑处理，输出的正弦波就是鉴相器的测试信号源，所述的准正弦波是指近似正弦波的阶梯波。

6.根据权利要求5所述的精密交流电阻测量仪，其特征在于，微处理器输出控制信号对分频器输出的2f和f两根信号线进行相位转移，即改变正弦ROM表初始地址的选取，从而对输出的准正弦波移相，得到0度，90度，180度，270度四种相位的准正弦波，作为鉴相器的参考信号源。

7.根据权利要求1所述的精密交流电阻测量仪，其特征在于，所述鉴相器测得标准电阻与被测件正交90度和反相90度电压的矢量合成电压。

8.一种采用如权利要求1所述精密交流电阻测量的测量方法，其特征在于：

(1)开机，精密交流电阻测量仪进行自动校准；

(2)完成自动校准后，精密交流电阻测量仪开始工作，正弦波振荡器产生正弦波测试信号，并输入到分频器中，由分频器对所述的正弦波测试信号进行分频处理；

(3)经过分频的正弦波测试信号分为两路输出，其中第一路直接输出到第一正弦波发生器，第二路经过微处理器的控制下进行相位转移后，发送给第二正弦波发生器；

(4)第一路分频信号进入第一正弦波发生器后，作为存储器内存储的正弦波表的地址，然后根据正弦波表地址，取出存储器内闪存的准正弦波，并经过滤波器平滑处理后作为鉴频器的测试信号源；

(5)第二路分频信号进入第二正弦波发生器后，改变了正弦波表的地址，实现对输出的准正弦波移相，得到四种相位的准正弦波，做为鉴相器的参考信号源，所述参考信号的频率与测试信号的频率完全一样；

(6)所述鉴相器根据输入的测试信号和参考信号，测得标准电阻与被测件的矢 量合成电压，并输出到微处理器，微处理器根据鉴相器输出的电压信号，计算得到待测件的阻值。

9.根据权利要求8所述的测量方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，精密交流电阻测量仪进行自动校准的方法为：

在精密交流电阻测量仪内部设置有4个标准电阻器，首先设置一个外部标准电阻，采用现有的电阻测量仪校准外部标准电阻，以确定标准电阻的精度；然后，利用外部标准电阻对其内部电阻进行校准，将校准好的数据存放在仪器的内部存储器里，就相当于将外部的标准电阻的精度值存放到了仪器内部；最后，通过外部标准电阻对所述精密交流电阻测量仪内部4个标准电阻器阻值进行一次校准，以后每次开机，就不用外接标准电阻进行校准，而是通过内部存储的精度值，对仪器内部的4个电阻进行自行校准，实现其自身的自动校准功能。

10.根据权利要求8所述的测量方法，其特征在于，所述的步骤(6)中，计算待测件阻值的方法为：

根据等电流测量原则，可知：$\stackrel{\·}{V}x=KZx\stackrel{\·}{I}x,\stackrel{\·}{V}s=KRs\stackrel{\·}{I}x,$由此可得：$Zx=Rs\frac{\stackrel{\·}{V}x}{\stackrel{\·}{V}s},$其中，为被测电阻Zx两端的电压矢量，为标准电阻Rs两端的电压矢量，为流过被测电阻和标准电阻的电流矢量，K为放大系数，为常数。