电阻分检仪电路设计

电阻分检仪电路设计摘要如今工业化加速发展，许多产品得以大规模批量化生产。而与此同时，如何快速高效地对其进行检测也成为受关注的问题。例如，生产的电阻范围应在095105倍标准电阻为合格电阻，否则为不合格产品。本次设计电路是对电阻进行检测，此电路可以直接接到220V上，电路内部由电源部分，检测部分，显示部分组成。其中电源部分主要是利用整流桥和三态稳压管输出/5V直流电压，供检测电路模块工作电源。检测部分只要选定门限电压、测试的标准电阻，由窗口比较器对电信号进行比较，这样就可以准确快速检测出被测电阻是否符合生产要求。关键字电阻，整流桥，三态稳压管1方案设计整个电路系统如图1所示。本系统由电源电路、检测电路、显示电路三部分组成。其中电源电路部分是由变压器、整流桥、电容和三端集成稳压器组成，电源供四运算放大器LM324工作。检测电路部分包括由LM324组成的电压跟随器和双门限窗口比较器以及电阻、保护元件等组成。显示电路是由或非门、发光二极管组成。电源电路检测电路显示电路整流电路滤波电路稳压电路电压跟随器窗口比较器或非门发光二极管图1系统方框图电路设计图如图2所示。其中电源电路由单相桥式整流、电容滤波、三端集成稳压器W7805、W7905等部分组成，可使其输出电压为/5V。检测电路部分由LM324四运放集成芯片组成，其中一个运放作为电压跟随器实现阻抗变换，另外两个运放组成窗口比较器。由门限电压与阻值的关系，求出上下门限电压。经窗口比较器输出两个不同电平，即高电平和低电平。当标准电阻RZ改变时，不影响电阻选择的精度。当电源电压改变时，也不影响电阻选择的精度。显示电路部分由或非门、发光二极管组成。当两个不同电平经窗口比较器送出电信号时，会导通相应发光二极管，使其发光，以显示检测电阻是否合格。_123213RZRXR1R2R3RBRCW7905033F033F01F01F100F100FD1D2D3红绿黄UIU2UXU1RAW7805UIA1A2A3220V图2电阻分检仪电路图11电源电路设计电源电路包括变压、整流、滤波与稳压四部分。电源电路图如图3所示。W7805123213RAW7905033F033F01F01F100F100FUIUI220V图3电源电路图电源电路使220V交流电压经单相桥式整流电路的整流处理，将双向脉冲电压变为单向电压。单相电压再经电容滤波操作，大大减弱输入信号的脉动成分。最后由三端集成稳压器W7805、W7905输出，其输出电压UI5V、UI5V。桥式整流电路作用是利用具有单方向导电性能的整流元件将正负交替的正弦交流电压整流成为单向脉动电压。滤波电路由电容元件组成。它的作用是尽可能地将单向脉动电压中交流成分滤掉，使输出电压成为比较平滑的直流电压。稳压电路的作用使输出的直流电压在电网电压或负载电流发生变化时保持稳定。12检测电路设计检测电路工作原理如下A1作为电压跟随器，其输出电压等于UX，电压跟随器是同相比例运算的一种特殊形式。同相比例运算电路如图4所示_AUIUORFR1R2图4同相比例运算电路同相比例运算电路的比例系数总是大于或等于1。当RF0或R1时，比例系数等于1，此时电路如图5所示_AUIUO图5电压跟随器由于这种电路的输出电压与输入电压不仅幅值相等，而且相位相同，二者之间是一种“跟随”关系，所以又称为电压跟随器。由于引入了深度电压串联负反馈，因此电路的输入电阻很高，输出电阻很低。A2、A3两个运放组成窗口比较器，其电路及传输特性如图6所示。这种比较器有两个门限电平上门限电平UTH和下门限电平UTL，故也称为双限比较器。在本电路中，UTHU1，UTLU2。经窗口比较器输出两个不同电平，即高电平和低电平。UI0UOUTHUTL_A_AU1U2UIRLUORRRR图6窗口比较器及其传输特性检测电路如图7所示。由图7可知，UX随RX阻值的增大而增大，且很显然U1U2当UXU1时，A2输出高电平，A3输出低电平。当U1UXU2时，A2输出低电平，A3输出为低电平。当UXU2时，A2输出低电平，A3输出高电平。即可通过A2、A3输出的高低电平使对应的发光二极管导通或截止，来显示待测电阻是否合格。图7检测电路图根据以上分析，当UX与U1和U2满足以下条件时当RX105RZ时，令UXU1。当RX095RZ时，令UXU2。便能检测出范围在095105RZ（标准电阻）的生产电阻。按电路图可得式105RZ/RZ105RZ2UIR2R3/R1R2R32UI（221）095RZ/RZ095RZ2UIR3/R1R2R32UI222由221式和222式可得R2R3/R1R2R3105/205R3/R1R2R3095/195只要在R1,R2,R3中选定一个电阻值，便可由上列式求出另两个电阻值。例如取R110K,则R310K,R2526不论RZ取何值，RX的选择范围都是095RZ105RZ，因此，同一电阻分检仪可以接入选择任意标准值的电阻，只要改变RZ即可。13显示电路设计显示电路由或非门和发光二极管组成，电路如图8所示D1D2D3红绿黄图8显示电路图当两个不同电平经窗口比较器送出电信号时，会导通相应发光二极管，使其发光，以显示检测电阻是否合格。有以下三种情况当UXU1时，A2输出高电平，A3输出低电平。D1导通，D2、D3截止，此时红灯亮，说明待测电阻RX阻值高于105RZ，不符合生产要求。当U1UXU2时，A2输出低电平，A3输出为低电平。D2导通，D1、D3截止，此时绿灯亮，说明待测电阻RX阻值在095195RZ之间，符合生产要求。当UXU2时，A2输出低电平，A3输出高电平。D3导通，D1、D2截止，此时黄灯亮，说明待测电阻RX阻值低于095RZ，同样不符合生产要求。总结通过本次课程设计我对电阻分检仪的原理及应用都有了一个很好的掌握，同时也提高了自己应用资料的能力、创造能力。在方案设计过程中，我通过查找资料，对电路进行分析总结，最终确定电路图及所用元器件。在运用软件绘制电路图的过程中，我初步了解并基本掌握了绘图方法及注意事项。这次课程设计让我把以前学习到的知识得到巩固和进一步的提高认识，并运用结合在一起。另外，我在课程设计中碰到了很多的问题，通过查阅相关书籍、资料，自己分析研究，最终克服困难，完成此次课程设计。我在图书馆和网