電阻分檢儀電路設(shè)計(jì)

電阻分檢儀電路設(shè)計(jì)摘要如今工業(yè)化加速發(fā)展，許多產(chǎn)品得以大規(guī)模批量化生產(chǎn)。而與此同時(shí)，如何快速高效地對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)也成為受關(guān)注的問(wèn)題。例如，生產(chǎn)的電阻范圍應(yīng)在095105倍標(biāo)準(zhǔn)電阻為合格電阻，否則為不合格產(chǎn)品。本次設(shè)計(jì)電路是對(duì)電阻進(jìn)行檢測(cè)，此電路可以直接接到220V上，電路內(nèi)部由電源部分，檢測(cè)部分，顯示部分組成。其中電源部分主要是利用整流橋和三態(tài)穩(wěn)壓管輸出/5V直流電壓，供檢測(cè)電路模塊工作電源。檢測(cè)部分只要選定門(mén)限電壓、測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)電阻，由窗口比較器對(duì)電信號(hào)進(jìn)行比較，這樣就可以準(zhǔn)確快速檢測(cè)出被測(cè)電阻是否符合生產(chǎn)要求。關(guān)鍵字電阻，整流橋，三態(tài)穩(wěn)壓管1方案設(shè)計(jì)整個(gè)電路系統(tǒng)如圖1所示。本系統(tǒng)由電源電路、檢測(cè)電路、顯示電路三部分組成。其中電源電路部分是由變壓器、整流橋、電容和三端集成穩(wěn)壓器組成，電源供四運(yùn)算放大器LM324工作。檢測(cè)電路部分包括由LM324組成的電壓跟隨器和雙門(mén)限窗口比較器以及電阻、保護(hù)元件等組成。顯示電路是由或非門(mén)、發(fā)光二極管組成。電源電路檢測(cè)電路顯示電路整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路電壓跟隨器窗口比較器或非門(mén)發(fā)光二極管圖1系統(tǒng)方框圖電路設(shè)計(jì)圖如圖2所示。其中電源電路由單相橋式整流、電容濾波、三端集成穩(wěn)壓器W7805、W7905等部分組成，可使其輸出電壓為/5V。檢測(cè)電路部分由LM324四運(yùn)放集成芯片組成，其中一個(gè)運(yùn)放作為電壓跟隨器實(shí)現(xiàn)阻抗變換，另外兩個(gè)運(yùn)放組成窗口比較器。由門(mén)限電壓與阻值的關(guān)系，求出上下門(mén)限電壓。經(jīng)窗口比較器輸出兩個(gè)不同電平，即高電平和低電平。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻RZ改變時(shí)，不影響電阻選擇的精度。當(dāng)電源電壓改變時(shí)，也不影響電阻選擇的精度。顯示電路部分由或非門(mén)、發(fā)光二極管組成。當(dāng)兩個(gè)不同電平經(jīng)窗口比較器送出電信號(hào)時(shí)，會(huì)導(dǎo)通相應(yīng)發(fā)光二極管，使其發(fā)光，以顯示檢測(cè)電阻是否合格。_123213RZRXR1R2R3RBRCW7905033F033F01F01F100F100FD1D2D3紅綠黃UIU2UXU1RAW7805UIA1A2A3220V圖2電阻分檢儀電路圖11電源電路設(shè)計(jì)電源電路包括變壓、整流、濾波與穩(wěn)壓四部分。電源電路圖如圖3所示。W7805123213RAW7905033F033F01F01F100F100FUIUI220V圖3電源電路圖電源電路使220V交流電壓經(jīng)單相橋式整流電路的整流處理，將雙向脈沖電壓變?yōu)閱蜗螂妷?。單相電壓再?jīng)電容濾波操作，大大減弱輸入信號(hào)的脈動(dòng)成分。最后由三端集成穩(wěn)壓器W7805、W7905輸出，其輸出電壓UI5V、UI5V。橋式整流電路作用是利用具有單方向?qū)щ娦阅艿恼髟⒄?fù)交替的正弦交流電壓整流成為單向脈動(dòng)電壓。濾波電路由電容元件組成。它的作用是盡可能地將單向脈動(dòng)電壓中交流成分濾掉，使輸出電壓成為比較平滑的直流電壓。穩(wěn)壓電路的作用使輸出的直流電壓在電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流發(fā)生變化時(shí)保持穩(wěn)定。12檢測(cè)電路設(shè)計(jì)檢測(cè)電路工作原理如下A1作為電壓跟隨器，其輸出電壓等于UX，電壓跟隨器是同相比例運(yùn)算的一種特殊形式。同相比例運(yùn)算電路如圖4所示_AUIUORFR1R2圖4同相比例運(yùn)算電路同相比例運(yùn)算電路的比例系數(shù)總是大于或等于1。當(dāng)RF0或R1時(shí)，比例系數(shù)等于1，此時(shí)電路如圖5所示_AUIUO圖5電壓跟隨器由于這種電路的輸出電壓與輸入電壓不僅幅值相等，而且相位相同，二者之間是一種“跟隨”關(guān)系，所以又稱(chēng)為電壓跟隨器。由于引入了深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋，因此電路的輸入電阻很高，輸出電阻很低。A2、A3兩個(gè)運(yùn)放組成窗口比較器，其電路及傳輸特性如圖6所示。這種比較器有兩個(gè)門(mén)限電平上門(mén)限電平UTH和下門(mén)限電平UTL，故也稱(chēng)為雙限比較器。在本電路中，UTHU1，UTLU2。經(jīng)窗口比較器輸出兩個(gè)不同電平，即高電平和低電平。UI0UOUTHUTL_A_AU1U2UIRLUORRRR圖6窗口比較器及其傳輸特性檢測(cè)電路如圖7所示。由圖7可知，UX隨RX阻值的增大而增大，且很顯然U1U2當(dāng)UXU1時(shí)，A2輸出高電平，A3輸出低電平。當(dāng)U1UXU2時(shí)，A2輸出低電平，A3輸出為低電平。當(dāng)UXU2時(shí)，A2輸出低電平，A3輸出高電平。即可通過(guò)A2、A3輸出的高低電平使對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管導(dǎo)通或截止，來(lái)顯示待測(cè)電阻是否合格。圖7檢測(cè)電路圖根據(jù)以上分析，當(dāng)UX與U1和U2滿足以下條件時(shí)當(dāng)RX105RZ時(shí)，令UXU1。當(dāng)RX095RZ時(shí)，令UXU2。便能檢測(cè)出范圍在095105RZ（標(biāo)準(zhǔn)電阻）的生產(chǎn)電阻。按電路圖可得式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中選定一個(gè)電阻值，便可由上列式求出另兩個(gè)電阻值。例如取R110K,則R310K,R2526不論RZ取何值，RX的選擇范圍都是095RZ105RZ，因此，同一電阻分檢儀可以接入選擇任意標(biāo)準(zhǔn)值的電阻，只要改變RZ即可。13顯示電路設(shè)計(jì)顯示電路由或非門(mén)和發(fā)光二極管組成，電路如圖8所示D1D2D3紅綠黃圖8顯示電路圖當(dāng)兩個(gè)不同電平經(jīng)窗口比較器送出電信號(hào)時(shí)，會(huì)導(dǎo)通相應(yīng)發(fā)光二極管，使其發(fā)光，以顯示檢測(cè)電阻是否合格。有以下三種情況當(dāng)UXU1時(shí)，A2輸出高電平，A3輸出低電平。D1導(dǎo)通，D2、D3截止，此時(shí)紅燈亮，說(shuō)明待測(cè)電阻RX阻值高于105RZ，不符合生產(chǎn)要求。當(dāng)U1UXU2時(shí)，A2輸出低電平，A3輸出為低電平。D2導(dǎo)通，D1、D3截止，此時(shí)綠燈亮，說(shuō)明待測(cè)電阻RX阻值在095195RZ之間，符合生產(chǎn)要求。當(dāng)UXU2時(shí)，A2輸出低電平，A3輸出高電平。D3導(dǎo)通，D1、D2截止，此時(shí)黃燈亮，說(shuō)明待測(cè)電阻RX阻值低于095RZ，同樣不符合生產(chǎn)要求?？偨Y(jié)通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)我對(duì)電阻分檢儀的原理及應(yīng)用都有了一個(gè)很好的掌握，同時(shí)也提高了自己應(yīng)用資料的能力、創(chuàng)造能力。在方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查找資料，對(duì)電路進(jìn)行分析總結(jié)，最終確定電路圖及所用元器件。在運(yùn)用軟件繪制電路圖的過(guò)程中，我初步了解并基本掌握了繪圖方法及注意事項(xiàng)。這次課程設(shè)計(jì)讓我把以前學(xué)習(xí)到的知識(shí)得到鞏固和進(jìn)一步的提高認(rèn)識(shí)，并運(yùn)用結(jié)合在一起。另外，我在課程設(shè)計(jì)中碰到了很多的問(wèn)題，通過(guò)查閱相關(guān)書(shū)籍、資料，自己分析研究，最終克服困難，完成此次課程設(shè)計(jì)。我在圖書(shū)館和網(wǎng)