积分型ADC高阻计电路分析求助

只看该作者 · 2015-5-10 10:54

如图片所示的电路，是摘自一表面电阻测试仪（高阻计）的电路，请模电达人分析此电路的工作原理，并列出电阻测量的计算公式。

已知：
1.电阻测量范围：1kΩ~1000GΩ
2.断开R11，不影响测量。
3.改变R12的阻值，测量结果变化误差很大，断开R12时，无法测量。
4. PIC16F722的RB0~RB7口具有引脚电平变化中断功能。可用于引脚电平变化捕捉。
5.R1和R8的阻值改变对实际测量结果影响不大，与待测电阻呈串联关系。

2万 · 2015-5-10 11:52

初步看，是测量C2的充放电时间，R11估计是外部开路时校准C2误差用的，R12估计是快速放电用的。

只看该作者 · 2015-5-10 12:02

我用示波器捉过运放的7脚和8脚的高到低电平变化的时间差，与待测电阻成线性比例关系，
我现在用其它单片机模拟这个电路，能测得不同电阻时，7脚和8脚的时间差也不同，但按单积分AD的计算公式去计算，算出来的电阻与时间不呈线性，也就是结果是错误的。

1万 · 2015-5-11 17:25

1.分段测。
2。参考https://bbs.21ic.com/icview-245474-1-6.html

只看该作者 · 2015-5-15 22:10

继续等大神解答；RX = ？ \
图纸的工作原理是上电先Q1导通，将10V接地，RW1、2、3全高，给C预充电，然后RW1变低，让C归0，然后Q1关断，RW1高，10V通过待测电阻给C积分，即下降沿T1，积分到2.5V时，比较器翻转，此时控制Q1导通，让C通过待测电阻放电，即上升沿。单片机采集T1和T2后计算出电阻阻值。

只看该作者 · 2015-5-15 22:15

传上积分图如下：

只看该作者 · 2015-5-16 16:20

最新测试数据，把Q1取掉后，样机正常测量，看来不是用的双积分，那是怎么测量电阻的呢？把串联在输入端的R1电阻由10K改成20K后，测量4.7K的电阻时，显示阻值是14.1K左右，结果近似等于串联后的值（20K-10K）+4.7K。

只看该作者 · 2015-5-28 22:47

Q1是不是控制测量开/停的类似开关作用导通时待测电阻两端无高压

只看该作者 · 2015-5-28 22:59

U1B/C应该当作比较器吧正高压输入为正电流 C2进行积分，U1D输出端电压为2.96V-Vc2 直至输出电压到达2.5V 应该主要是计算2.96-2.5v的积分之间计算电阻值的
D5 D6应该是分别输入已知正负电流的可能如2楼所说进行自校准吧希望lz在多提供点信息比如各个引脚电位变化图

只看该作者 · 2015-5-28 23:23

2.96-2.5 = I*t/c2

只看该作者 · 2015-5-29 10:28

实际的各引脚波形组合出来的示意图如下图：

只看该作者 · 2015-5-29 10:42

当IC8脚检测到了翻转变低时，就打开Q1，C2通过Q1放电，才有后面的这段上升沿。但实际样机，我拆掉Q1后，一样测量结果准确，证明它也不是用的双积分的算法，那么就只有一个了，就是直接测积分时间算电阻。
但实际示波器捕捉到的波形显示，RX电阻越小，测量误差越大，相差好几倍。下面是示波器实际捕捉到的时间数据。
1. RX = 10M 时;T1 = 5.6ms;T2 = 18.6ms
2. RX = 1M ; T1 = 560us;T2 = 1.86ms
3. RX = 100K; T1 = 66us;T2 = 222us
4. RX = 10K; T1 = 16us; T2 = 44.4us
5. RX = 1k; T1 =11.6us; T2 = 17.6us
从上面可以看出，因为串联电阻R1的原因，阻值越小，时间差越大，1M以上电阻时才差不多是线性关系。1M以下，非线性严重，按单积分公式计算出的RX电阻值会比实际值相差好几倍。

只看该作者 · 2016-10-11 23:18

hjl2832 发表于 2015-5-29 10:42
当IC8脚检测到了翻转变低时，就打开Q1，C2通过Q1放电，才有后面的这段上升沿。但实际样机，我拆掉Q1后，一 ...

这些时间是拿掉Q1后测量的吗？
还有IC8拉低后是RW1/2/3哪个脚进行充电的？充电时RW的电压是多少？电流是多少？

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