本實用新型具體涉及一種用于教學(xué)的簡易電阻測量裝置。

背景技術(shù)：

電阻是電學(xué)領(lǐng)域中最普通，但是也是最重要的部件之一。電阻的阻值是電阻最重要的參數(shù)之一。目前的電阻主要分為兩種，貼片式和直插式；貼片式電阻的阻值一般直接印刷在貼片電阻的本體上，而直插式電阻的阻值則以“色環(huán)”的方式印制在插件電阻的本體上。

目前，在電學(xué)知識的教學(xué)過程中，教師在教授電阻的相關(guān)知識時，都會要求學(xué)生對電阻的阻值進行測量和檢驗；此外，在學(xué)生進行電工實習(xí)或者實驗時，也會需要用到電阻進行實驗電路的搭建。

但是，教學(xué)上的電阻測量，往往采用的是萬用表。但是萬用表的電阻檢測精度較差，只能對電阻進行粗略的定性檢測，而無法精確定量的檢測電阻阻值；此外，對于色環(huán)標識的插件式電阻，學(xué)生在使用時往往由于對色環(huán)標識的理解不夠，導(dǎo)致電阻阻值的選擇錯誤或者電阻選擇極其緩慢。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種檢測精度高、使用方便快捷的用于教學(xué)的簡易電阻測量裝置。

本實用新型公開的這種用于教學(xué)的簡易電阻測量裝置，包括電源電路，和依次串接的恒流源電路、被測電阻接口、信號放大電路、數(shù)字切換開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換電路、控制器電路和顯示電路；被測電阻通過被測電阻接口接入所述測量裝置；恒流源電路用于產(chǎn)生恒定的輸出電流并通過被測電阻產(chǎn)生電壓信號；電壓信號通過信號放大電路進行信號放大，然后通過數(shù)字切換開關(guān)進行正確的信號切換，再通過A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后輸入控制器電路，控制器電路通過接收的被測信號計算電阻的阻值并通過顯示電路進行顯示。

所述的用于教學(xué)的簡易電阻測量裝置包括四個測量檔位，分別為0~100Ω檔位、100~1kΩ檔位、1k~10kΩ檔位和10MΩ檔位。

所述的電源電路包括依次串接的降壓變壓器、整流橋、濾波器、和型號為LM317、LM2575、LM7812和LM7912的電源芯片電路；

所述的恒流源電路為由型號為LM317的穩(wěn)壓芯片構(gòu)成的電路。

所述的信號放大電路為由型號為OP07的集成運放組成的電壓跟隨器電路和由型號為OP07的集成運放組成的放大電路構(gòu)成的電路。

所述的A/D轉(zhuǎn)換電路為由型號為MAX1241的轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成的電路。

所述的控制器電路為由型號為C8051F020的單片機芯片構(gòu)成的電路。

所述的顯示電路為由型號為74HCT245的總線收發(fā)器芯片和型號為LCD12864的液晶顯示屏構(gòu)成的電路。

本實用新型公開的這種用于教學(xué)的簡易電阻測量裝置，采用恒流源電阻測量方法測量電阻，電阻測量精度高，實用效果好，而且電路設(shè)計可靠，還采用切換開關(guān)實現(xiàn)電阻測量的多檔位調(diào)節(jié)，更加提高了電阻測量的精度和準確性；此外，本實用新型使用方便，而且精度高，可靠性高。

附圖說明

圖1為本實用新型的功能模塊圖。

圖2為本實用新型的電源電路的電路示意圖。

圖3為本實用新型的恒流源電路的電路原理圖。

圖4為本實用新型的信號放大電路的電路原理圖。

圖5為本實用新型的A/D轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖。

圖6為本實用新型的控制器電路的電路原理圖。

圖7為本實用新型的顯示器電路的電路原理圖。

具體實施方式

如圖1所示為本實用新型的功能模塊圖：本實用新型公開的這種用于教學(xué)的簡易電阻測量裝置，包括電源電路，和依次串接的恒流源電路、被測電阻接口、信號放大電路、數(shù)字切換開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換電路、控制器電路和顯示電路；被測電阻通過被測電阻接口接入所述測量裝置；恒流源電路用于產(chǎn)生恒定的輸出電流并通過被測電阻產(chǎn)生電壓信號；電壓信號通過信號放大電路進行信號放大，然后通過數(shù)字切換開關(guān)進行正確的信號切換，再通過A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后輸入控制器電路，控制器電路通過接收的被測信號計算電阻的阻值并通過顯示電路進行顯示。該用于教學(xué)的簡易電阻測量裝置包括四個測量檔位，分別為0~100Ω檔位、100~1kΩ檔位、1k~10kΩ檔位和10MΩ檔位。

如圖2所示為本實用新型的電源電路的電路示意圖：電源電路包括依次串接的降壓變壓器、整流橋、濾波器、和型號為LM317、LM2575、LM7812和LM7912的電源芯片電路；降壓變壓器J1將220V電源降壓后，通過整理橋U1整流后得到直流電能，再通過濾波電容C4濾波，然后分成3路信號：第一路信號通過穩(wěn)壓芯片LM317形成第一路電源信號；第二路信號通過LM7812和LM7912形成+5V和-5V電源，從而形成第二路電源信號；第三路信號通過電源芯片LM2575T形成第三路電源信號。

如圖3所示為本實用新型的恒流源電路的電路原理圖：電阻VR1為電流采樣電阻，它采樣負載電流并將結(jié)果反饋到LM317的ADJ腳，LM317進行實時調(diào)整，使負載電流穩(wěn)定在1mA。

如圖4所示為本實用新型的信號放大電路的電路原理圖：信號放大電路為由型號為OP07的集成運放組成的電壓跟隨器電路和由型號為OP07的集成運放組成的放大電路構(gòu)成的電路；其中1mA的電流流過電阻檢測端（J4和J5）形成電壓信號；0~100Ω檔位、100~1kΩ檔位、1k~10kΩ檔位的放大電路總體雷同，均包括第一級的電壓跟隨器（圖中U2、U6或U8）電路和第二級的電壓放大電路（圖中U3、U7和U9）組成；0~100Ω檔位的電壓放大電路，其放大倍數(shù)由電阻R2以及電阻R1和VR2進行調(diào)節(jié)；類似的，100~1kΩ檔位的電壓放大電路，其放大倍數(shù)由電阻R5和VR3調(diào)節(jié)，1k~10kΩ檔位的電壓放大電路，其放大倍數(shù)由電阻R11和VR4調(diào)節(jié)；實際上，1k~10kΩ檔位的電壓放大電路，其在進行電壓放大時，運放U9實為同相電壓跟隨器，前級電壓跟隨器的輸出信號通過電阻R11和VR4分壓后，其電阻VR4的分壓信號通過電壓跟隨器后即為1k~10kΩ檔位的電壓放大電路的輸出信號。

如圖5所示為本實用新型的A/D轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖：在本電路中，LM317產(chǎn)生2.5V電壓作為AD轉(zhuǎn)換的基準電壓，AD轉(zhuǎn)換芯片選用MAX1241，它是一種低功耗、低電壓的12位串行ADC芯片，采用逐次逼近技術(shù)完成A/D轉(zhuǎn)換過程。

如圖6所示為本實用新型的控制器電路的電路原理圖：控制器采用型號為C8051F020的單片機芯片；芯片的5腳連接重置信號電路，芯片的27和28腳連接晶振電路Y1；單片機的55和56引腳外接存儲芯片U6（型號為24LC256）。

如圖7所示為本實用新型的顯示器電路的電路原理圖：本顯示電路選用12864液晶，它可以工作在低電壓、低功耗下，不僅可以顯示數(shù)字和漢字，還可以描繪曲線，顯示界面友好。八總線收發(fā)器74HCT245接在單片機和LCD之間，用以驅(qū)動由于LCD12864，片選信號、讀寫控制信號、使能信號、背光源控制信號都通過P3口控制，可以方便的實現(xiàn)對液晶的寫入。