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摘要：设计了一种基于微控制器、电源模块、电压放大器、信号源、继电器及LCD显示模块的电路连接方式，用尽可能少的继电器来解决整根导线不同点之间电阻值的快速检测，降低继电器的使用数量进而减少设备的体积和减少后期的维护成本，同时也提高了设备的可靠性。
关键词：电路连接方式;不同点之间电阻值;快速检测
A circuit connection method based on microcontroller， power supply module， voltage amplifier， signal source， relay and LCD display module is designed. As few relays as possible can solve the rapid detection of resistance value between different points of the whole wire， reduce the number of relays， and then reduce the volume of equipment and the maintenance cost in the later stage， and improve the reliability of the equipment Sex.
key word：Circuit connection mode;Resistance value between different points;Fast detection
0引言：某产品需要测试38条支路的电阻值（每条支路不应超过0.5Ω）。38条待测支路不均匀的分布在产品的7组插头中，其中有多条支路组成一整根导线，如何用四端子测试方法[1]将多条支路电路阻值快速准确的测试出来是本文的研究重点。
1目前小电阻测试方法简介
1.1四端子检测方法在多支路电阻上的应用
目前，电阻值自动测试设备通常利用四端子检测方法，利用恒流源提供的恒流A，通过多路继电器将恒流源切换至被测支路上，支路电阻R上产生直流电压降V，将电流和电压的电极分离，消除了引线和接触电阻的阻抗，被测电阻R=V/A，通过微处理器进行数据处理后显示电阻值，测试一条独立的支路电阻后自动切换至下一支路进行测试，直至测试完所有的独立的支路。
1.2 含3条支路导线阻值插头的测试方法
如图1中的插头图中有6个插针，3条线路相互独立无交联（A与A’为一条待测试支路、B与B’为一条待测试支路、C与C’为一条待测试支路），为了实现自动测量需要引入继电器，通常采用图2所示的继电器连接电路，通过前端3个继电器组合的动作（每次仅有一个继电器接通，另两个关闭），可以将恒流源单独的切换至每一条线路中，保证信号采集的准确性，进而保证线路测量的可靠性。
1.3本文涉及的檢测插头线路连接关系
如图3所示（本产品含有多段此电路需检测，而且最多有14段组成一根导线），6个插针之间N1与N2为一条待测试支路、N3与N4为一条待测试支路、N5与N6为一条待测试支路，同时，N2与N3也是一条待测试支路，N4与N5也是一条待测试支路，此时无法采用开尔文4线检测（四端子检测）方法，即通过简单的几个前端继电器就能将信号源完全的切换至待测试线路中。
2硬件组成
针对1.3存在的问题，本文给出了详细的软、硬件和电路设计设计方案;
2.1硬件组成
如图4所示，硬件包括：微控制器、电源模块、电压放大器、信号源、继电器、LCD显示模块及按键模块。
2.4电路连接方案设计与原理介绍
2.4.1插头内部待测试导线分类
如图5所示，待测试的导线的连接关系如下：38根导线分为五组，第一组包括14根导线，14根导线首尾相连，共形成2个端点和13个中间点，令2个端点分别为A1和A15，13个中间点顺序分别为A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、A11、A12、A13、A14;第二组、第三组、第四组相同，均包括3根导线，3个首尾相连，共形成2个端点和2个中间点，令2个端点分别为B1和B4，2个中间点顺序分别为B2和B3;第五组包括15根导线，15根导线不相连;
2.4.2 整体连接关系如下：
如图5所示，第一组的7个中间点，即A2、A4、A6、A8、A10、A12、A14，分别与7个前端继电器的COM端连接;第一组的另6个中间点及2个端点，即A1、A3、A5、A7、A9、A11、A13、A15，分别与8个后端继电器的COM端连接;第二组的1个中间点和1个端点，即B2和B4，分别与2个前端继电器的COM端连接，第二组的另1个中间点和另1个端点，即B1和B3，分别与2个后端继电器的COM端连接;第三组、第四组与前端继电器和后端继电器的连接方式与第二组与前端继电器和后端继电器的连接方式相同;第五组的15根导线的一端均与一个前端继电器的COM端连接，15根导线的另一端分别与15个后端继电器的COM端一一对应连接;
2.4.3工作原理
2.4.3.1 系统工作原理
信号源的输出端的正极与14个前端继电器的常开接口端连接，后端继电器的常开接口端与信号源的输出端的负极或地端连接;所述信号源用于给当前待测量电阻的导线输入10mA的恒定电流;所述电压放大器的一端与信号源的输出端的正极连接，另一端与信号源的输出端的负极或地端连接;电压放大器用于测量当前待测量电阻的导线两端的模拟电压，并将该模拟电压进行放大后，传输给微控制器的AD采集单元;微控制器的AD采集单元接收到该放大后的电压后，将该放大后的电压发送给微控制器的控制单元，控制单元根据该电压及信号源发出的恒定电流，计算得到当前待测量电阻的导线的电阻值，并将该电阻值发送给LCD显示模块，同时，给下一个待测量电阻的导线的两端的前端继电器和后端继电器的低电平触发端发送低电平信号，控制该前端继电器和后端继电器均处于闭合状态，进而实现对下一个待测量电阻的导线进行电阻测量;其中，测量电阻时，38根导线中仅有一根导线有电流通过，即每次控制一个导线两端的继电器闭合;
2.4.3.2分时复用继电器工作流程
以第二组的导线为例，令与B1连接的后端继电器为第一后端继电器，与B2连接的前端继电器为第一前端继电器，与B3连接的后端继电器为第二后端继电器，与B4连接的前端继电器为第二前端继电器;继电器的工作原理如下：当第一后端继电器为闭合时，第一前端继电器闭合，第二前端继电器和第二后端继电器均断开，此时，B1-B2导线所在回路导通，当前测量B1-B2导线的电阻;当第一前端继电器闭合时，第二后端继电器闭合，第一后端继电器和第二前端继电器均断开，此时，切换为B2-B3导线所在回路导通，当前测量B2-B3导线的电阻;当第二后端继电器闭合，第二前端继电器闭合时，第一后端继电器和第一前端继电器均断开，此时，切换为B3-B4导线所在回路导通，当前测量B3-B4导线的电阻;在此过程中，第一前端继电器在不同时间段处于闭合状态，可以分别测试B1-B2导线的电阻和B2-B3导线的电阻，实现了分时复用;第二后端继电器在不同时间段处于闭合状态，可以分别测试B2-B3导线的电阻和B3-B4导线的电阻，实现了分时复用;其中，在所有继电器中，与两根以上导线相连的继电器均作为分时复用继电器，实现了分时复用的功能;因此，在本实施例中，有11个前端继电器和9和后端继电器为分时复用继电器;
4.3软件实现
软件流程如图7所示。
5结束语
该检测方法通过四端子测试方法，并依据本文设计的连接电路，通过前后端继电器的设计，实现了整根电缆不同点之间的阻值的测试，该方法已在某产品上含有38根导线分为五组类型的整根导线上应用，此测试方法可向其它类似待测试导线推广，具有广阔的应用空间。
关键词：电路连接方式;不同点之间电阻值;快速检测
A circuit connection method based on microcontroller， power supply module， voltage amplifier， signal source， relay and LCD display module is designed. As few relays as possible can solve the rapid detection of resistance value between different points of the whole wire， reduce the number of relays， and then reduce the volume of equipment and the maintenance cost in the later stage， and improve the reliability of the equipment Sex.
key word：Circuit connection mode;Resistance value between different points;Fast detection
0引言：某产品需要测试38条支路的电阻值（每条支路不应超过0.5Ω）。38条待测支路不均匀的分布在产品的7组插头中，其中有多条支路组成一整根导线，如何用四端子测试方法[1]将多条支路电路阻值快速准确的测试出来是本文的研究重点。
1目前小电阻测试方法简介
1.1四端子检测方法在多支路电阻上的应用
目前，电阻值自动测试设备通常利用四端子检测方法，利用恒流源提供的恒流A，通过多路继电器将恒流源切换至被测支路上，支路电阻R上产生直流电压降V，将电流和电压的电极分离，消除了引线和接触电阻的阻抗，被测电阻R=V/A，通过微处理器进行数据处理后显示电阻值，测试一条独立的支路电阻后自动切换至下一支路进行测试，直至测试完所有的独立的支路。
1.2 含3条支路导线阻值插头的测试方法
如图1中的插头图中有6个插针，3条线路相互独立无交联（A与A’为一条待测试支路、B与B’为一条待测试支路、C与C’为一条待测试支路），为了实现自动测量需要引入继电器，通常采用图2所示的继电器连接电路，通过前端3个继电器组合的动作（每次仅有一个继电器接通，另两个关闭），可以将恒流源单独的切换至每一条线路中，保证信号采集的准确性，进而保证线路测量的可靠性。
1.3本文涉及的檢测插头线路连接关系
如图3所示（本产品含有多段此电路需检测，而且最多有14段组成一根导线），6个插针之间N1与N2为一条待测试支路、N3与N4为一条待测试支路、N5与N6为一条待测试支路，同时，N2与N3也是一条待测试支路，N4与N5也是一条待测试支路，此时无法采用开尔文4线检测（四端子检测）方法，即通过简单的几个前端继电器就能将信号源完全的切换至待测试线路中。
2硬件组成
针对1.3存在的问题，本文给出了详细的软、硬件和电路设计设计方案;
2.1硬件组成
如图4所示，硬件包括：微控制器、电源模块、电压放大器、信号源、继电器、LCD显示模块及按键模块。
2.4电路连接方案设计与原理介绍
2.4.1插头内部待测试导线分类
如图5所示，待测试的导线的连接关系如下：38根导线分为五组，第一组包括14根导线，14根导线首尾相连，共形成2个端点和13个中间点，令2个端点分别为A1和A15，13个中间点顺序分别为A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、A11、A12、A13、A14;第二组、第三组、第四组相同，均包括3根导线，3个首尾相连，共形成2个端点和2个中间点，令2个端点分别为B1和B4，2个中间点顺序分别为B2和B3;第五组包括15根导线，15根导线不相连;
2.4.2 整体连接关系如下：
如图5所示，第一组的7个中间点，即A2、A4、A6、A8、A10、A12、A14，分别与7个前端继电器的COM端连接;第一组的另6个中间点及2个端点，即A1、A3、A5、A7、A9、A11、A13、A15，分别与8个后端继电器的COM端连接;第二组的1个中间点和1个端点，即B2和B4，分别与2个前端继电器的COM端连接，第二组的另1个中间点和另1个端点，即B1和B3，分别与2个后端继电器的COM端连接;第三组、第四组与前端继电器和后端继电器的连接方式与第二组与前端继电器和后端继电器的连接方式相同;第五组的15根导线的一端均与一个前端继电器的COM端连接，15根导线的另一端分别与15个后端继电器的COM端一一对应连接;
2.4.3工作原理
2.4.3.1 系统工作原理
信号源的输出端的正极与14个前端继电器的常开接口端连接，后端继电器的常开接口端与信号源的输出端的负极或地端连接;所述信号源用于给当前待测量电阻的导线输入10mA的恒定电流;所述电压放大器的一端与信号源的输出端的正极连接，另一端与信号源的输出端的负极或地端连接;电压放大器用于测量当前待测量电阻的导线两端的模拟电压，并将该模拟电压进行放大后，传输给微控制器的AD采集单元;微控制器的AD采集单元接收到该放大后的电压后，将该放大后的电压发送给微控制器的控制单元，控制单元根据该电压及信号源发出的恒定电流，计算得到当前待测量电阻的导线的电阻值，并将该电阻值发送给LCD显示模块，同时，给下一个待测量电阻的导线的两端的前端继电器和后端继电器的低电平触发端发送低电平信号，控制该前端继电器和后端继电器均处于闭合状态，进而实现对下一个待测量电阻的导线进行电阻测量;其中，测量电阻时，38根导线中仅有一根导线有电流通过，即每次控制一个导线两端的继电器闭合;
2.4.3.2分时复用继电器工作流程
以第二组的导线为例，令与B1连接的后端继电器为第一后端继电器，与B2连接的前端继电器为第一前端继电器，与B3连接的后端继电器为第二后端继电器，与B4连接的前端继电器为第二前端继电器;继电器的工作原理如下：当第一后端继电器为闭合时，第一前端继电器闭合，第二前端继电器和第二后端继电器均断开，此时，B1-B2导线所在回路导通，当前测量B1-B2导线的电阻;当第一前端继电器闭合时，第二后端继电器闭合，第一后端继电器和第二前端继电器均断开，此时，切换为B2-B3导线所在回路导通，当前测量B2-B3导线的电阻;当第二后端继电器闭合，第二前端继电器闭合时，第一后端继电器和第一前端继电器均断开，此时，切换为B3-B4导线所在回路导通，当前测量B3-B4导线的电阻;在此过程中，第一前端继电器在不同时间段处于闭合状态，可以分别测试B1-B2导线的电阻和B2-B3导线的电阻，实现了分时复用;第二后端继电器在不同时间段处于闭合状态，可以分别测试B2-B3导线的电阻和B3-B4导线的电阻，实现了分时复用;其中，在所有继电器中，与两根以上导线相连的继电器均作为分时复用继电器，实现了分时复用的功能;因此，在本实施例中，有11个前端继电器和9和后端继电器为分时复用继电器;
4.3软件实现
软件流程如图7所示。
5结束语
该检测方法通过四端子测试方法，并依据本文设计的连接电路，通过前后端继电器的设计，实现了整根电缆不同点之间的阻值的测试，该方法已在某产品上含有38根导线分为五组类型的整根导线上应用，此测试方法可向其它类似待测试导线推广，具有广阔的应用空间。