便携式硅材料电阻率测量装置的制作方法

文档序号:11131977阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种便携式硅材料电阻率测量装置,由保护壳体(1)、液晶显示屏(2)、薄膜按键(3)、USB插孔(4)、探头插孔(5)、四探针探头(6)、内部干电池盒(7)、集成电路板(8)、防滑橡胶套(9)组成,其特征在于所述保护壳体(1)呈盒式,包括宽头部、窄尾部;所述液晶显示屏(2)、薄膜按键(3)设置在保护壳体(1)同一侧,所述液晶显示屏(2)设置在宽头部,所述薄膜按键(3)设置在窄尾部;所述窄尾部端面上平行设置有USB插孔(4)、探头插孔(5);所述保护壳体(1)内部腔体设置有电路板层、电池层,所述电路板层设置在邻近薄膜按键(3)一侧,所述集成电路板(8)设置在电路板层,所述电池层设置在远离薄膜按键(3)一侧,所述内部干电池盒(7)设置在电池层;所述集成电路板(8)端口分别与液晶显示屏(2)、薄膜按键(3)、USB插孔(4)、探头插孔(5)、内部干电池盒(7)电连接;所述探头插孔(5)通过导线与四探针探头(6)电连接;所述四探针探头(6)包括呈直线排列的第1、2、3、4号金属探针;所述防滑橡胶套(9)设置在保护壳体(1)外部两侧。

2.根据权利要求1所述的便携式硅材料电阻率测量装置,其特征在于所述集成电路板(8)包括ARM单片机,以及与所述ARM单片机连接的BOOT状态开关电路、按键输入模块、看门狗模块、时钟信号模块、编程存储模块、USB编程模块、TFT液晶显示屏模块、电压转换模块、模数转换模块、稳压电路模块;所述电压转换模块另一端口与电源模块连接。

3.根据权利要求2所述的便携式硅材料电阻率测量装置,其特征在于所述模数转换模块包括三个端口,第一端口与ARM单片机端口连接,第二端口与基准电压源模块和稳压电路模块连接,第三端口与恒流源模块连接,所述恒流源模块另一端口与探头插孔(5)连接;

所述模数转换模块,包括高精度模数转换器U2、电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、电容C7、C8、C9、C10、C13、C14、晶振Y1;所述高精度模数转换器U2的第24、23、22、21、20引脚分别串联电阻R4、R5、R6、R8、R10后连接ARM单片机;电容C13、C14接地后分别连接晶振Y1两端,再分别连接高精度模数转换器U2的第18、19引脚;高精度模数转换器U2的第6、7、8、9引脚分别与电阻R7、R9、R11、R12串联后连接恒流源模块,同时第6、7、8、9引脚与电容C7、C8、C9、C10分别串联后接地,第2、3引脚短接后接地,第14引脚串联电阻R14后连接电压转换模块,第14引脚同时串联电阻R13后连接单片机,第17引脚接地,第15引脚串联电阻R15后与第16引脚并联再连接稳压电路模块;第1引脚连接稳压电路模块;

所述基准电压源模块,包括基准电压产生芯片U1、放大器AR1、电阻R2、R3、电容C1、C2、C3、C4、极性电容CP1、CP2、CP3、CP4;所述基准电压产生芯片U1接地引脚接地,IN输入引脚串联电容C3后接地,同时IN输入引脚连接稳压电路模块,OUT输出引脚串联电阻R3后连接放大器AR1同相输入端;极性电容CP4正极一端连接OUT输出引脚,负极接地;极性电容CP4正极一端与电容C4一端并联后与放大器AR1同相输入端连接,二者另一端接地;所述放大器AR1第4引脚接地,第7引脚串联电容C1后接地,同时第7引脚连接稳压电路模块;电容C1、极性电容CP1、CP2并联后一端接地,另一端串联电阻R2后连接所述放大器AR1输出端,同时连接模数转换器U2;所述放大器AR1输出端通过导线反馈连接放大器AR1反相输入端;

所述恒流源模块,包括放大器AR2、AR3、AR4、四探针端子P6、TLP521光电耦合开关P7、P8、NMOS场效应管Q1、TL431三端可调分流基准源P11、电阻R24、R25、R26、R29、R45、R46;所述光电耦合开关P7的第1、3引脚分别串联电阻电阻R24、R25后连接ARM单片机,第2、4引脚并联后接地,第5、7引脚分别连接电源,第6、8引脚短接后连接四探针端子P6的第1引脚;所述四探针端子P6的第2引脚连接放大器AR2的同相输入端,第3引脚连接放大器AR3的同相输入端,第4引脚连接NMOS场效应管Q1的漏极;所述光电耦合开关P8的第1、3引脚分别串联电阻电阻R26、R29后连接ARM单片机,第2、4引脚并联后接地,第5、7引脚分别与模数转换模块中的R11、R12连接,第6、8引脚分别连接放大器AR2、AR3的同相输入端;放大器AR2、AR3的反同相输入端分别与各自的输出端连接后,再分别连接模数转换模块中的电阻R7、R9;所述NMOS场效应管Q1的栅极连接放大器AR4的输出端,放大器AR4的输出端连接电阻R45后接地;所述放大器AR4同相输入端连接NMOS场效应管Q1的源极;所述放大器AR4反相输入端连接三端可调分流基准源P11的第3引脚,所述三端可调分流基准源P11的第2引脚串联电阻R46后接地,三端可调分流基准源P11的第1引脚与放大器AR4的第7引脚并联后连接+12V电源;所述放大器AR2、AR3、AR4各自的第4引脚接地,放大器AR2、AR3各自的第7引脚连接+6V电源。

4.根据权利要求2所述的便携式硅材料电阻率测量装置,其特征在于所述BOOT状态开关电路包括状态开关S2、电阻R53、R54;所述状态开关S2的第1引脚连接+3.3V电源,第3引脚悬空,第2引脚连接电阻R54后接地,第2引脚同时连接电阻R53后连接ARM单片机。

5.根据权利要求2所述的便携式硅材料电阻率测量装置,其特征在于所述液晶显示屏模块为TFT_LCD集成芯片;所述看门狗模块芯片为SP706SEN;所述时钟信号模块芯片为DS1302;所述稳压电路模块芯片为SPX5205M5集成芯片;所述按键输入模块中的按键为薄膜按键。

6.根据权利要求1所述的便携式硅材料电阻率测量装置,其特征在于还包括记忆统计和方块电阻计算功能模块,所述记忆统计和方块电阻计算功能模块包括编程存储模块、USB编程模块;

所述编程存储模块,包括编程存储芯片U9,型号为M95M01,所述芯片M95M01第1、2、3、5、6引脚连接单片机,第4引脚接地,第7引脚串联电阻R61后连接+3.3V电源,第8引脚连接+3.3V电源同时串联电容C49后接地,第1引脚同时串联电阻R60后连接+3.3V电源,第3引脚同时串联电阻R59后连接+3.3V电源;

所述USB编程模块,包括型号为CP2101的USB编程模块芯片U10、Mirco USB端口P12;所述Mirco USB端口P12的第1端口连接+3.3V电源,第4、5端口分别悬空、接地,所述Mirco USB端口P12的第3、2端口分别串联电阻R62、R65后连接CP2101芯片U10的第4、5引脚;所述CP2101芯片U10的第6、7引脚短接后连接+3.3V电源,同时第6、7引脚短接后串联电容C50后接地;CP2101芯片U10的第8引脚连接单片机CPU_5V电压端,第25、26引脚分别连接单片机读、写引脚。

7.根据权利要求2所述的便携式硅材料电阻率测量装置,其特征在于四探针探头(6)的金属探针采用直径1mm的钨钢针;四探针探头(6)的金属探针与探头插孔(5)连接电缆线采用1.5mm铜线。

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