国标新要求回路电阻测试仪的设计和要求

国标新款回路电阻测试仪的设计和要求概述
扬州科拓电气科技有限公司的工程师们通过大量的实践和总结，结合试验要求，回路电阻对开关进行100A通流试验时测试时间不低于15秒，传统的按就出数电流自动退出的仪器将要退出试验。科拓电气对回路电阻测试仪的研究已经达到了水平，全部采用贴片技术生产，开关电源大功率输出。
、通过对回路电阻测量仪的设计和研究，我们加深掌握了以单片机为控制、数据采集处理为核心的设计方法、液晶显示模块的使用以及电子电路设计的知识。
由于我们设计水平和时间所限，在设计难免出现些错误和不妥之处，恳请各位老师能够给予批评指正。
二、回路电阻测试仪模块化设计
根据回路电阻测量仪的功能要求和技术经济指标，由大到小地按仪表功能层次把硬件和软件分成若干个模块，分别进行设计，然后把它们连接起来，这就是我们设计回路电阻测量仪的思想。
三、本文主要介绍了回路电阻测试仪硬件和软件两方面的设计内容。把硬件分成主机电路、模拟量输入通道、人-机电路和电源电路等几个模块,而把软件分成监控程序，中断处理程序及各种测量等功能模块。这些硬件、软件模块还可以继续细分，由下层次更为具体的模块来支持和实现。
四、回路电阻测试仪设计任务和仪表功能的确定
（1）设计任务的确定：该题主要包括电源的设计,集成运放及A/D转换电路的应用,以及单片机的应用,包含测量和采集,液晶显示模块的使用，要求可以打印输出，并用Pro完成电子电路，设计软件完成电路的计算机辅助设计。
（2）仪表功能的确定：该回路电阻测试仪适用于高压开关接触电阻（回路电阻）的高精度测量，同样适用于其它需要微电阻测量的场合。
五、回路电阻测试仪测试方式：
1）该电阻测试仪有两种测试：标准测试和自定义测试。标准测试，是根据规程中要求，为用户提供zui直接、简便的方法,测试出试品阻值。测试电流C为100 A，测试时间T为5S。自定义测试，当开关的氧化膜过厚时，选择自定义测试中的大电流，长时间来进行测量，能有效的击穿氧化膜得到开关的真实阻值。该设计的回路电阻测试仪有三组可选的自定义电流和时间。C=50A，T=5S； C=150A，T=10S；C=200A，T=15S 。
2）本仪器智能化，具有日期时钟、自动打印、数据存储功能，能存储100组数据，便于对历史数据的保存和跟踪分析，输出电流和时间可回路电阻测试仪由菜单操作选择，无需调压器或电位器调整，无机械性故障。
3）该仪器使用方便：采用宽温型液晶显示器,英文菜单操作，试验变压器测量数据显示结果直观，打印机能以英文模式打印记录数据。
4）当被测信号输入时，只需按下测量键，仪器就能自动测试，并显示结果。
六、回路电阻测试仪单片机的选择
在智能化测量仪表中，单片机是仪表的主体，是核心。MCS-51系列单片机具有数据存贮器和程序存贮器两个寻址空间，分别都为64K，在指令空间和执行速度上，MCS-51系列单片机也是比较合理的，它的算术和逻辑运算指令功能较强，而且还有乘除指令和位操作指令（即布尔操作指令）。中断处理能力较强，能满足般实际应用的要求，其外围扩展芯片也十分丰富。根据各方面的综合考虑，8051适合于低成本的场合，因此我们采用8051单片机。
七、回路电阻测试仪单片机复位电路的设计
如果干扰信号已经通过某种途径作用到了CPU上，则CPU就不能按正常状态执行程序，从而引起混乱，这就是通常所说的程序“跑飞”。为了防止程序跑飞和保持系统的稳定性，设计了种模仿人工监测的“程序运行监视器”俗称“看门狗”（WATCHDOG）。
八、回路电阻测试仪单片机存储器扩展设计
由于单片机内资源的限制，在许多情况下，往往不能满足使用的要求，因此必须进行系统扩展。此次设计扩展了片程序存储器2764（8K*8位的紫外线擦除电可编程只读存储器，单+5V供电）和片外部RAM（8K*8）。因为我们这次设计要求该回路电阻测量仪有数据存储功能。我们将要保存的测量数据和测量时的日期时间存储在扩展的外部RAM中，以防止内部RAM存储空间的不足。采用环行存储，仪表每次存储组数据，程序将测量次数加1，当超过100组存储数据时，程序将测量次数存储单元清零，下组测量数据将从数据区地址开始存入，仪表内部总是保存的100组测量数据。
九、单片机I/O扩展设计
8051单片机有4个8位并行I/O（Input/Output,输入/输出）口，只有不进行系统扩展时，这4个才能*提供给用户使用，否则P0口和P2口要作为地址和数据总线使用，这样真正提供给用户使用的只有P1和P3口的部分，往往满足不了要求，回路电阻测试仪因此要进行I/O口扩展。本次设计采用的I/O接口芯片是8155。
十、采样保持放大器
采样保持放大器SHA(Sample-Hold Amplifier)的作用是保持输入信号在ADC转换期间内不变。如果不采用SHA，回路电阻测试仪而将电压Vx直接加到ADC上去进行转换，在ADC转换期间，如果Vx变换过大就会造成A/D转换的误差。要想ADC在能保证精度的条件下直接转换，输入信号Vx的频率只能是直流或很低频的信号。
十、本次设计中，要求回路电阻测量仪可以显示日期，因此需要个实时时钟。
我们在此次设计中选择低功耗串行时钟芯片DS1302。DS1302是由DALLAS公司生产的高性能、低功耗、带RAM的串行实时时钟芯片。