專利名稱：抗干擾測量電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及電子測量技術領域，具體地說是一種能抗干擾的測量電路。
電子測量電路一般為

圖1所示的單路采樣電路，以電阻Rx的測量為例，它包括恒壓源或恒流源[1]，這里假設為恒壓源，A/D轉換器[2]，基準電壓源[2′]，單片機[4]，顯示器[5]組成，如要測量并顯示Rx的阻值，則要由[1]給出一個標準電壓信號，設此信號為DC10V，R1N為采樣電阻，設取為10KΩ，如果A點電壓為1V，則根據歐姆定律，10V/RX＝1V/RIN，RX＝10V×10KΩ/1V＝100KΩ。A/D轉換器的輸出值R′X＝VA/V2′×20000，設基準電壓源[2′]取為2.000V，則當VA＝1V時，R′X＝1V/2V×20000＝10000，只要顯示時合理放置小數點位置，則RX＝R′X，即A/D輸出值等于實際被測電阻值。在這個電路中，要求恒壓源(恒流源)[1]必須精度高，且不隨時間、溫度、濕度外界因素的影響，并且測量電路附近不能有電磁場等的干擾，否則測量電路的準確性和穩定性將得不到保證，如恒壓源1由10V變成9.9V，則由歐姆定律9.9V/100KΩ＝VA/10KΩ，VA＝9.9V×10KΩ/100KΩ＝0.99V，此時A/D輸出值＝0.99V/2V×20000＝9900，小數點定位后經單片機4處理并送到顯示器后顯示的阻值為99KΩ，這就產生了1KΩ的測量誤差。同樣，由于外界電磁場的干擾，也會使VA的值發生變化，為了提高電路的抗干擾能力，提出了圖2所示的測量電路，它與圖1電路不同的是由1路采樣變成了兩路采樣，及兩路A/D轉換器，為了方便說明，假設R0＞＞R1在RX＞＞RIN，設恒壓源[1]為V，R0、R1、RIN均為已知阻值的標準電阻，根據歐姆定律，VA＝V/RX×RIN，VB＝V/R0×R1，兩式相除，VB/VA＝RX/R0×R1/RIN，設R1/R0/RIN＝C，則RX＝VB/VA×C(1)，在這個式子中已經沒有了恒壓源[1]的成份，這就說明恒壓源[1]的變化不會影響測量的準確性，并且周圍的電磁場的干擾也將同樣受到消弱，單片機[4]的基本工作程序是這樣的，先將一路信號如A/D轉換器[2]送來的信號進行處理后存放在一個存儲單元，再處理A/D轉換器[3]送來的信號并存在另一個存儲單元，然后再將這兩路信號取出來進行運算，運算完畢送到顯示器[5]進行顯示。上述的工作過程使得兩路信號的采樣產生了時間差，而一般單片機為了提高電路的抗干擾能力，均加有數字濾波的程序，即在取信號時不是取一個而是取若干個，然后取其平均值，這無形中加大了兩路信號的時間差，我們在式子(1)中看到沒有恒電源[1]的成份，但是它有一個前提，即兩路采樣的恒壓源(或恒流源)必須是同步變化的，若兩路的采樣時間不同，則由于恒壓源[1]的變化會導致測量誤差，同樣來自周圍的電磁場干擾也是隨機變化的，這使得圖2所示的電路的抗干擾能力受到了消弱。
本發明的目的在于提供一種電路，它不僅可以測量各種物理量，而且能夠消除來自電路內部和外部的各種干擾，并且可以提高電路測量的準確性和穩定性。
圖3為本發明的電路方框圖。
下面結合圖3對本發明的最佳實施例作詳細說明，[1]為恒壓源，[2]為A/D轉換器，[4]為單片機電路，[5]為顯示器，RX為被測電阻，R0、R1、RIN為標準電阻，A/D轉換器[2]有兩個輸入端，1是基準電壓源輸入端，2是被測信號輸入端，常規使用時均要求基準電壓源[1]必須穩定性好，一旦調定好，不能有變化，溫度漂移小，不隨時間變化，否則A/D的信號轉換將會產生很大的誤差，而圖3中基準電壓源端1恰恰接入了可變化的信號VA，信號輸入端接入了信號VB，根據A/D轉換器的輸出信號R′X＝VB/VA×20000，而根據歐姆定律變化得到的式子(1)，RX＝VB/VA×C，不難看出只要C取合適的值，RX＝R′X，并且VA與VB是精確同步采樣的，幾乎沒有時間差，恒壓源[1]的變化在本電路中被消除，外界的電磁場干擾也基本上被消除，即由消極的定態平衡轉化為更加穩定準確的動態平衡。
也可根據上述原理設計出測量電壓、電流、溫度、壓力等物理量的測量電路。
本發明廣泛應用于各種測量、計量儀器儀表，它將大大提高儀器儀表的抗干擾能力，提高儀表的準確性和穩定性。
權利要求
1.一種由兩路采樣電路、單片機電路和顯示器電路構成的能抗干擾的測量電路，其特征在于，它還包括A/D轉換器[2]，當被測物為電阻時，由恒壓原[1]給出一電壓信號，根據歐姆定律RX＝VB/VA×C，其中C為一設定常數值，A/D轉換器[2]的輸出值＝R′X＝VB/VA×20000，合理選取常數C的值，并合理放置小數點的位置，則RX＝R′X，即實際被測物理量與A/D輸出值完全一致，經單片機[4]處理后再將數據送給顯示器[5]顯示，這里VB與VA兩路信號的采樣是同步進行的，沒有時間差，消除了來自電路內部和外界的各種干擾，保證了顯示值與被測物理量的完全一致。
2.根據權力要求1所述的能抗干擾的測量電路，還可以設計成測量或檢測電壓、電流、溫度、壓力等其它物理量的抗干擾測量電路。
全文摘要
本發明公開了一種抗干擾測量電路，它能測量各種物理量，并能使該電路在信號源不斷變化及外界電磁場干擾下保持其輸出信號的準確性和穩定性。
文檔編號G01D5/00GK1400469SQ01123590
公開日2003年3月5日 申請日期2001年8月6日 優先權日2001年8月6日
發明者薄小星 申請人:薄小星