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1、(10)申请公布号 CN 104237644 A (43)申请公布日 2014.12.24 CN 104237644 A (21)申请号 201410507832.2 (22)申请日 2014.09.28 G01R 27/14(2006.01) G01R 31/00(2006.01) (71)申请人 潘柯文 地址 213003 江苏省常州市天宁区大火弄 13 幢甲单元 -501 (72)发明人 潘柯文 (74)专利代理机构 南京正联知识产权代理有限 公司 32243 代理人 顾伯兴 (54) 发明名称 一种单双联电位器多功能测试电路 (57) 摘要 本发明涉及一种单双联电位器多功能测试电 路，。
2、 包括 A 联电路和与 A 联电路结构相同的 B 联 电路， A联电路包括INA128放大器一、 二及运算放 大器 OP2227、 量程切换开关 S1S5、 六个模拟开关 S6S11， 恒流源、 噪声测量电路和双联同步特性测 量电路 ； 放大器一的反相、 同相输入端各接地、 接 基准电压， 输出端与 S1S5 一端连接， S1S5 另一 端分别连接 OP2227 的同相输入端及 S6、 S7 的一 端 ； OP2227 的反相输入端连接其输出端， 其输出 端连接放大器一的输出基准端 ； S6、 S7 另一端各 接电位器的第二、 第一管脚。 本发明能同时测量总 阻、 前后零位电阻、 动噪音、 静。
3、态接触电阻、 同步特 性， 优化工艺， 提高生产效率。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104237644 A CN 104237644 A 1/1 页 2 1. 一种单双联电位器多功能测试电路， 其特征在于 ： 包括 A 联电路和 B 联电路 ； 所述 A 联电路包括 INA128 放大器一、 INA128 放大器二、 运算放大器 OP2227、 量程切换开关 S1S5、 六个模拟开关 S6S11， 恒流源、 噪声测量电路和双联。
4、同步特性测量电路 ； 所述 INA128 放大 器一的反相输入端接地， 同相输入端接基准电压， 其输出端与量程切换开关 S1S5 的一端 电连接 ； 而量程切换开关 S1S5 的另一端分别与运算放大器 OP2227 的同相输入端、 模拟开 关 S6、 S7 的一端相电连接 ； 所述运算放大器 OP2227 的反相输入端与其输出端相连， 同时其 输出端与 INA128 放大器一的输出基准端相连 ； 所述模拟开关 S6 的另一端连接电位器的滑 动端即第二管脚， 所述模拟开关 S7 的另一端与电位器的第一管脚相连 ； 所述电位器的滑动 端通过模拟开关 S8 连接恒流源 ； 电位器的第一管脚通过模拟开。
5、关 S11 连接一电源， 电位器 的第三管脚接地 ； 所述 INA128 放大器二的同相输入端与电位器的滑动端相连， 其反相输入 端分别通过 S9 与电位器的第三管脚相连、 通过 S10 与电位器的第一管脚相连， INA128 放大 器二的输出端与双联同步特性测量电路输入端相连 ； 所述噪声测量电路的输入端与电位器 的滑动端形成电连接 ； 所述B联电路与A联电路的电路结构相同 ； 所述量程切换开关S1S5 包括相互并联的 5 个开关， 且每个开关线路上分别串联有电阻。 权 利 要 求 书 CN 104237644 A 2 1/4 页 3 一种单双联电位器多功能测试电路 技术领域 0001 本发。
6、明涉及电子测量技术领域， 更具体地说， 涉及一种高速、 单双联电位器多功能 测试电路。 背景技术 0002 电位器在生产生活中扮演非常重要的角色 : 单联电位器在控制、 调节和人机交互 方面有着非常广泛的应用 ； 双联电位器是实现双联同步调节和控制的重要电子元件。每个 电位器出厂前都必须测量十几种参数。 因此， 快速、 高效地测量这些参数能极大的提高生产 效率， 并确保产品的质量。 0003 基于电位器应用的广泛性， 其生产量很大。 据了解， 在江浙沿海一带有着非常多的 电位器生产企业， 而电位器技术需检测的参数很多， 有总电阻， 前零位电阻， 后零位电阻， 静 态接触电阻， 动态接触电阻， 。
7、动噪声， 同步特性。每一个电位器的这些参数都必须在出厂前 进行测量、 筛选后才能合格。 传统的仪器一般只能测量单一参数， 例如总阻仪只能用于测试 电位器的总电阻值， 噪声仪只能用于测试电位器的滑动噪声。一个电位器的检测要经过十 多道工序， 非常繁琐， 工作效率低下， 浪费大量的人力、 物力。 发明内容 0004 为克服上述缺陷， 本发明提供一种单双联电位器多功能测试电路， 本测试电路能 同时测量总阻， 前零位电阻， 后零位电阻， 动噪音， 静态接触电阻， 同步特性这六个参数， 大 大优化了电位器生产测试工艺， 极大的降低了测试成本， 提高了生产效率。 0005 为实现上述目的， 本发明的技术方。
8、案为 ： 一种单双联电位器多功能测试电路， 包括 A 联电路和 B 联电路 ； 所述 A 联电路包括 INA128 放大器一、 INA128 放大器二、 运算放大器 OP2227、 量程切换开关 S1S5、 六个模拟开 关 S6S11， 恒流源、 噪声测量电路和双联同步特性测量电路 ； 所述 INA128 放大器一的反相输入端接地， 同相输入端接基准电压， 其输出端与量程切 换开关S1S5的一端电连接 ； 而量程切换开关S1S5的另一端分别与运算放大器OP2227的 同相输入端、 模拟开关 S6、 S7 的一端相电连接 ； 所述运算放大器 OP2227 的反相输入端与其 输出端相连， 同时其输。
9、出端与 INA128 放大器一的输出基准端相连 ； 所述模拟开关 S6 的另一端连接电位器的滑动端即第二管脚， 所述模拟开关 S7 的另一 端与电位器的第一管脚相连 ； 所述电位器的滑动端通过模拟开关 S8 连接恒流源 ； 电位器的第一管脚通过模拟开关 S11 连接一电源， 电位器的第三管脚接地 ； 所述 INA128 放大器二的同相输入端与电位器的滑动端相连， 其反相输入端分别通过 S9 与电位器的第三管脚相连、 通过 S10 与电位器的第一管脚相连， INA128 放大器二的输出 端与双联同步特性测量电路输入端相连 ； 所述噪声测量电路的输入端与电位器的滑动端形成电连接 ； 说 明 书 C。
10、N 104237644 A 3 2/4 页 4 所述 B 联电路与 A 联电路的电路结构相同 ； 所述量程切换开关 S1S5 包括相互并联的 5 个开关， 且每个开关线路上分别串联有电 阻。 0006 本发明的结构特点在于 ： 1、 本发明采用电压法与恒流法来判断和测量电位器前后零位， 简化了电路结构 ； 2、 本发明通过电路结构的优化设计， 其能在电位器旋钮转动一个周期内测量总阻， 前 零位电阻， 后零位电阻， 动噪音， 静态接触电阻， 同步特性这六个参数， 能在电位器转动一个 半周期内测试滑动接触电阻。 本发明能直接取代电位器生产过程中的多种单一或综合测试 仪器， 大大优化了电位器生产测试。
11、工艺， 极大的降低了测试成本， 提高生产效率。 0007 3、 本发明电路结构简单、 实用， 能在最少的模拟开关数量下实现七种参数的测 量。 附图说明 0008 图 1 为本发明的 A 联电路结构原理图。 0009 图 2 为本发明的 B 联电路结构原理图。 具体实施方式 0010 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施例， 对 本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并 不用于限定本发明。 0011 实施例 ： 本发明涉及一种单双联电位器多功能测试电路， 包括相同电路结构的 A 联电路和B联电路 ； 所述A联电路用于。
12、单联电位器或双联电位器的第一联测量 ； B联电路用 于双联电位器第二联测量， 在用于单联电位器测量时， 其管脚悬空。 0012 如图 1 所示 ： A 联电路包括 INA128 放大器一、 INA128 放大器二、 运算放大器 OP2227、 量程切换开关 S1S5、 六个模拟开关 S6S11， 恒流源、 噪声测量电路和双联同步特 性测量电路 ； INA128 放大器一的反相输入端接地， 同相输入端接基准电压， 其为设定的电压值， INA128 放大器的输出端与量程切换开关 S1S5 的一端电连接 ； 而量程切换开关 S1S5 的另 一端分别与运算放大器 OP2227 的同相输入端、 模拟开关。
13、 S6、 S7 的一端相电连接 ； 所述运算 放大器 OP2227 的反相输入端与其输出端相连， 同时其输出端与 INA128 放大器一的输出基 准端相连 ； 其中量程切换开关S1S5中包括5个开关相互并联， 其每个开关线路上分别串联 有电阻 ； 模拟开关 S6 的另一端连接电位器的滑动端即第二管脚， 所述模拟开关 S7 的另一端与 电位器的第一管脚相连 ； 所述电位器的滑动端通过模拟开关 S8 连接 5mA 的恒流源 ； 电位器 的第一管脚通过模拟开关 S11 连接一 10V 电源， 电位器的第三管脚接地 ； INA128 放大器二的同相输入端与电位器的滑动端相连， 其反相输入端分别通过 S。
14、9 与 电位器的第三管脚相连、 通过 S10 与电位器的第一管脚相连， INA128 放大器二的输出端与 双联同步特性测量电路输入端相连 ； 本实施例中噪声测量电路的输入端与电位器的滑动端形成电连接。 说 明 书 CN 104237644 A 4 3/4 页 5 0013 如图 2 所示 ： B 联电路包括放大器 INA128 三和放大器 INA128 四， 低噪声运放 OP2227二， 量程切换开关S12S16， 六个极低内阻SPST模拟开关S12-S22， 恒流源、 噪声测量 电路和双联同步特性测量电路 ； 其电路结构与 A 联电路相同。 0014 本实施例中， 电阻 R1R10 为恒流电。
15、阻。 0015 本发明的工作原理， 以及一次性测量单 / 双联电位器的七个参数的过程如下， 以 A 联电路为例 ： 1. 总阻 切断S6,S8,S10,S11,接通S7,S9 ； S1S5为量程切换开关， 根据不同的电位器阻值闭合 不同的开关， 即使能由放大器 INA128 一和运算放大器 op2227 构成的精密恒流源并且选择 对应的电流 I 大小 （I= 基准电压 / 恒流电阻） 。此时电流 I 施加在电位器每一联的一和三 管脚， 运算放大器 op2227 的输出端 V 为电阻上的压降。根据欧姆定律很容易就可以计算出 总阻阻值。使用高精度 ADC 采集电压 V 不仅可以实现每一联总阻的测量。
16、， 而且还可以判断 电位器是否插入到测量插座。 0016 2静态接触电阻 如图所示 ： 将电位器中心抽头起始位置放置在总行程 40%60% 处， 断开 S7， 接通 S6。此 时电流 I 通过电位器的中心抽头流入并且通过三管脚接地。断开 S9， 接通 S10， 此时放大器 INA128 二输出为电位器每联二管脚和一管脚之间的电压差 （静态电阻压降） 。经过 AD 转换 后很容易就可求出静态接触电阻值。 0017 3前零位 当总阻和静态接触电阻测量完毕后， 断开 S10, 接通 S11,S9， 将 10V 电压施加在电位 器一管脚和三管脚两端。接通 S9， 断开 S10， 当电位器转轴被旋转至接。
17、近三脚时， 放大器 INA128 二输出电压会近似接近于零。通过高精度 AD 检测确认电位器中心抽头已处于前零 位位置时 （电压法判断前零位） ， 切断 S11 并且接通 S8， 使 5mA 电流从中心抽头输入。残余电 阻压降将会从放大器 INA128 二输出。 0018 4. 动噪声 当电位器中心抽头从前零位往后零位移动时， S11 闭合， 噪声从中心抽头输出， 通过噪 声测量电路放大， 整流等信号调理之后被 AD 采集， 记录最大值。 0019 5. 同步 当电位器中心抽头从前零位往后零位移动时， S21 闭合， 利用双联同步特性测量电路中 高精度 AD 采集两联电压值， 以第一联为基准联。
18、取对数然后相减即可得同步系数 （具体计算 方法详见 GB/T 15298-94） 。 0020 6. 后零位 当同步参数测量完毕后， 接通 S11,S10,S9， 此时等效电位器三管脚接地， 然后再接通 S8， 使 5mA 电流从中心抽头输入， 从三管脚输出接地。残余电阻压降将会从放大器 INA128 二输出。采用高精度 AD 采集后便可计算出后零位。 0021 7. 动态接触电阻 当后零位测试完毕后切断S6,S8,S10, S11,接通S6和对应的量程切换开关 ； 此时电流 I通过电位器的中心抽头流入并且通过三管脚接地。 此时放大器INA128二输出为电位器每 联二管脚和一管脚之间的电压差。控制器可以一边用高精度 AD 采集一边转动电位器至前 说 明 书 CN 104237644 A 5 4/4 页 6 零位。AD 所采集到的最大值便是动态接触电阻。 0022 以上所述仅为本发明的实施例， 并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构变换， 或直接或间接运用在其他相关的技术领域， 均 同理包括在本发明的专利保护范围内。 说 明 书 CN 104237644 A 6 1/2 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 104237644 A 7 2/2 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 104237644 A 8 。