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二次元投影仪|一直以来在技术上领跑影像测量行业

二次元投影仪|一直以来在技术上领跑影像测量行业

 

 

 

 

 在PCB板差分走线的阻抗控制、电化学分析、生物电阻抗分析回、阻抗频谱分析、复阻抗测量、腐蚀监控与保护、远程传感网、无损检测和材料分析等领域,都涉及阻抗测量。阻抗受频率、直流偏置、温度和其他等因素影响,所以精确测量阻抗是一个综合问题。
常见的阻抗测量方法:电桥法、谐振法、电压电流法、射频电压电流法、自平衡电桥法和网络分析法等。在网络分析法中,当被测阻抗接近标准阻抗时会得到较高的精度。
基于阻抗转换芯片AD5933和阻抗网络,使高精度阻抗测量成为二次元投影仪一种现实,而现有的基于AD5933的影像测量仪的最小测量值为100Ω测量前先要人为、正确估计待测阻抗所在的档位,且必须手动切换档位,工作效率低,在自动测量系统的应用也会受到限制。因此,研发一种新型大量程全自动影像测量仪,拓展测量范围,实现全量程自动影像测量,有一定工程意义。
根据AD5933的阻抗测量原理,量程扩展的难点在于精度的保证。AD5933的测量精度很大程度上取决于待测阻抗与标准阻抗的接近程度,越接近,测量精度越高。如果待测阻抗范围大,可用开关、分档、多设置标准阻抗,并校准比例系数来降低开关导通电阻的影响。但对于小阻抗,如22Ω阻抗,±5%。精度,误差为±0.11Ω,不易实现,这正是AD5933二次元投影仪阻抗测量下限为1kΩ的主要原因。当待测阻抗在10Ω~0.1kSZ时,本文提出间接测量法,给待测阻抗串联200  SZ的电阻,于是阻抗范围转换为0.21~0.3 kΩ,当精度为15%。时,误差为1.05~1.55Ω,可实现性较强。
影像测量仪选用16.384 MHz的外部晶振,作为AD5933的系统主时钟MCLK,可获得频率为整数的测量点。AD5933完成1次A/D转换需要16个时钟周期,1次DFT运算需要1024个A/D转换结果,因此激励信号频率应选择MCLK,16384分频的整数倍。如果激励信号频率满足这个条件,那么在DFT变换中恰好有整数个激励波形,不会发生频谱泄漏,否则测量结果不准确。当MCLK为16.384 MHz时,激励信号频率可为1kHz,2kHz,3kHz、…,100 kHz。
   2)基准电压模块
    基准电压模块选用REF3033,输出电压3.3V,精度12‰,输出电流25mA。REF3033输出电流较大,用它提供ADC的基准电源,还提供DDS的模拟电源,以保证激励、采样信号的精度和信噪比。
   3)信号调理模块
   AD5933的输出阻抗较高,激励电压为1.98V(pp)、0.97V( pp),0.383V(pp)和0.198V(pp)时,输出阻抗二次元投影仪分别为200Ω,2.4kΩ,1kΩ和600Ω。本影像测量仪阻抗测量范围为10Ω~1MΩ,200Ω~2.4 kΩ的输出阻抗,对几十Ω~几kΩ待测阻抗的激励电压、相位会产生明显影响,从而影响测量结果的准确性。大激励信号既可抑制共模信号中的背景噪声,又可使响应信号接近ADC满量程输入,充分发挥ADC的性能,保证测量精度。因此,应尽量选择大激励电压(此时电流也偏大),同时进行电压、电流放大调理很必要。

 

 

 

 

 

 

 

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