一种可显示硅材料电阻率及PN型的便携式测量装置及使用方法

专利主权项内容

1.一种可显示硅材料电阻率及PN型的便携式测量装置，外部形状呈笔筒形，包括保护盖(100)、中间套筒(200)、供电套筒(300)、切换开关(400)、探针(500)、集成电路板(600)、数码管(601)、发声器(602)、提示灯(603)、电源供电电路板(700)、 USB插孔(701)、锂电池盒(702)，其特征在于：所述保护盖(100)的开口一侧设置中间套筒(200)，所述中间套筒(200)与保护盖(100)螺纹连接；所述中间套筒(200)另一侧设置供电套筒(300)，所述供电套筒(300)与中间套筒(200)螺纹连接；所述供电套筒(300)的末端孔内设置切换开关(400)；所述中间套筒(200)外侧面中部位置设置数码管(601)，数码管(601)一侧设置有红、黄、绿三个提示灯(603)，另一侧设置有发声器(602)；所述中间套筒(200)内部设置集成电路板(600)，所述集成电路板(600)一端连接探针(500)，所述探针(500)设在保护盖(100)内部；所述探针(500)由一号探针、二号探针、三号探针组成；所述集成电路板(600)另一端连接电源供电电路板(700)，所述电源供电电路板(700)设置在供电套筒(300)内部并与切换开关(400)连接，所述电源供电电路板(700)上设置有USB插孔(701)、锂电池盒(702)和切换按钮S1；所述集成电路板(600)均与数码管(601)、发声器(602)、提示灯(603)电连接；所述电源供电电路板(700)上设置的切换按钮S1与切换开关(400)机械连接，组成按钮切换开关；所述集成电路板(600)为双面板，包括单片机STM32、均与单片机STM32相连接的BOOT状态开关电路、数码管驱动芯片、发声器、JTAG程序模块、模数转换模块；所述数码管驱动芯片输出接口连接数码管显示电路；所述电源供电电路板(700)包括电源转换模块、USB供电电路模块、电池供电电路；所述电源转换模块一端与单片机STM32电连接，另一端分别与USB供电电路模块、电池供电电路电连接；模数转换模块输入接口分别连接基准电压模块、稳压电路模块、16位双路差分输入采集电路；所述16位双路差分输入采集电路依次连接恒流源模块、三探针；所述的电池供电电路包括电池盒(702)及锂电池二线端子J3、光电耦合开关U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、二线接线端子J1；所述光电耦合开关U1为TLP521可控制的光电藕合器件；所述锂电池二线端子J3的正极连接光电耦合开关U1的集电极，所述光电耦合开关U1的发射极与电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端与电阻R3一端串联，电阻R3另一端接地；所述光电耦合开关U1的正极与电阻R1一端连接，所述电阻R1另一端与二线接线端子J1一号端子连接；所述光电耦合开关U1的负正极与电容C1一端连接后，再与所述二线接线端子J1的二号端子连接并接地；所述电容C1的另一端与光电耦合开关U1的正极与电阻R1一端的接点连接；所述电容C1与电阻R1组成稳压整流RC滤波电路；所述的USB供电电路模块由二线接线端子J2、切换按钮S1、二极管D1、二极管D2、场效应管Q1组成；所述场效应管Q1为增强型场效应管MOSFETP；所述二线接线端子J2的一号端子接地，其二号端子连接切换按钮S1一端的二号、三号引脚；所述切换按钮S1的另一端引脚中的四号引脚接地，其一号引脚连接二极管D1和二极管D2的负极；所述二极管D2的正极连接场效应管Q1的漏极；所述场效应管Q1的源极连接干电池J3的正极；所述场效应管Q1的栅极连接电阻R2和电阻R3连接点；所述二极管D1的正极连接电阻R1与二线接线端子J1一号端子的连接点；所述的电源转换模块包括12V电源转换电路模块；所述12V电源转换电路模块包括升降压模块芯片UP1、二线接线端子P1、电容CP1、电容CP2、电容CP3、电容C1、电感LP1、电感L3、电感L4、电感L5、电阻RP1、电阻RP2、电阻RP4、电阻R16、稳压二极管D1、稳压二极管DP1；所述升降压模块芯片UP1为 LM2577集成芯片； 所述升降压模块芯片UP1的COMP引脚与电阻RP1一端连接，电阻RP1另一端与电容CP1一端连接，所述电容CP1另一端接地；所述升降压模块芯片UP1的GND引脚接地；所述升降压模块芯片UP1的VIN引脚连接电容CP2的一端和电感LP1的一端，同时其VIN引脚连接二线接线端子P1的一号端子，所述二线接线端子P1的二号端子连接电容CP2的另一端并接地；所述升降压模块芯片UP1的FB引脚连接电阻RP2一端，所述电阻RP2另一端接地；所述升降压模块芯片UP1的SWITCH引脚连接稳压二极管D1的正极和电感LP1的另一端，所述稳压二极管D1的负极连接极性电容CP3的正极，所述极性电容CP3的负极接地；所述极性电容CP3与电容C1并联，其并联接点与电阻RP4串联；所述电阻RP4与电阻R16串联，其串联接点与升降压模块芯片UP1的FB引脚和电阻RP2的接点连接；所述电阻RP4与电容C1的连接点连接稳压二极管DP1的正极，所述稳压二极管DP1的负极串联电感L3，所述电感L3串联电感L4，所述电感L4串联电感L5一端，所述电感L5另一端连接12V电压输出端；所述的基准电压模块包括基准方波发生芯片U1、电阻RP6、电阻RP7、电阻RP8、电阻RP9、电阻RP10、电容CP4、电容C3、电容C4；所述基准方波发生芯片U1为SG3525集成芯片； 所述基准方波发生芯片U1的一号引脚连接电阻RP8的一端，所述电阻RP8的另一端接地；所述基准方波发生芯片U1的二号引脚连接电阻RP7的一端，所述电阻RP7的另一端连接电阻RP8的接地端；所述基准方波发生芯片U1的五号引脚连接电容C3的一端，所述电容C3的另一端连接电阻RP8的接地端；所述基准方波发生芯片U1的六号引脚连接电阻RP9的一端，所述电阻RP9的另一端连接电阻RP8的接地端；所述基准方波发生芯片U1的七号引脚连接电阻RP10的一端，所述电阻RP10的另一端连接基准方波发生芯片U1的五号引脚；所述基准方波发生芯片U1的八号引脚连接电容CP4的正极，所述电容CP4的负极连接电阻RP8的接地端；所述基准方波发生芯片U1的八号引脚连接电容CP4的正极，所述电容CP4的负极连接电阻RP8的接地端；所述基准方波发生芯片U1的十号引脚连接电容C4的一端并接地，所述电容C4的另一端连接12V电源转换电路模块的12V电压输出端；所述基准方波发生芯片U1的十二号引脚接地；所述基准方波发生芯片U1的十三号引脚连接12V电源转换电路模块的12V电压输出端；所述基准方波发生芯片U1的十五号引脚连接12V电源转换电路模块的12V电压输出端；所述基准方波发生芯片U1的十六号引脚连接电阻RP6的一端，所述电阻RP6的另一端连接所述基准方波发生芯片U1的二号引脚；所述恒流源模块为+5V电源转换电路，包括降压模块芯片U2、电容CP5、电容CP6、电阻R18、电感L6、电阻R19；所述降压模块芯片U2为LM1117-5集成芯片; 所述降压模块芯片U2的VIN引脚连接12V电源转换电路模块的12V电压输出端；所述降压模块芯片U2的VIN引脚连接电容CP5的一端，所述电容CP5的另一端接地；所述降压模块芯片U2的GND引脚接地；所述降压模块芯片U2的VOUT引脚连接电容CP6的一端，所述电容CP6的另一端接地；所述降压模块芯片U2的VOUT引脚连接电阻R18一端，所述电阻R18另一端串联电感L6，所述电感L6串联电阻R19，所述电感L7另一端连接5V电压输出端；所述16位双路差分输入采集电路，包括差分输入采集接口P3、测量比较模块及类型提示灯电路；所述差分输入采集接口P3, 包括AIN1+、AIN1-、AIN2+、AIN2-四个接口，AIN2+、AIN2-二个接口引脚分别接在恒流源模块的电阻R19两端；所述测量比较模块及类型提示灯电路，包括三线接线端子P2、比较器芯片JP1、比较器芯片JP2、发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3、可变电阻感R4、电阻R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R20、R21、电容C2、C3、C4、C5、C6、电感L3、稳压管DP2、DP3、DP4、DP5；所述比较器芯片JP1、比较器芯片JP2型号均为LM393集成芯片，在集成电路板(600)的双面两侧对称布置；所述发光二极管LED1为红色LED灯，所述发光二极管LED2为绿色LED灯，所述发光二极管LED3为黄色LED灯；所述比较器芯片JP1的一号引脚连接其七号引脚后依次串联发光二极管LED1、电阻R10、VCC_12V电源接口，其二号引脚连接VCC_5V电源接口后连接其五号引脚，其三、六号引脚短接，其四号引脚接地，其八号引脚连接VCC_12V电源接口，其三、六号引脚短接后连接电阻R9一端，且电阻R9另一端连接VCC_5V电源接口，且其三、六号引脚短接点连接电感L3，连接电感L3依次连接稳压管DP2、DP3、VCC_12V电源接口、可变电阻感R4、电阻R7、R8后接地；稳压管DP4、DP5串联支路、电容C2、C3三者均连接电感L3与稳压管DP4的连接点后接地；所述比较器芯片JP2的一号引脚依次串联发光二极管LED2、电阻R10、VCC_12V电源接口，其二号引脚依次连接电阻R13、R15、R16、R17、三线接线端子P2的VCC_5V三号引脚，且其二号引脚连接电容C4后接地，三号引脚串联电容C5后与其二号引脚连接，其四号引脚接地，其五号引脚连接比较器芯片JP1的一号引脚，其六号引脚连接串联电阻R14后连接三线接线端子P2的VCC_5V三号引脚，且六号引脚连接电容C6后接地，其七号引脚依次连接发光二极管LED3、电阻R12、VCC_12V电源接口；VCC_5V电源接口后连接其五号引脚，其三、六号引脚短接，其四号引脚接地，其八号引脚连接VCC_12V电源接口；电阻R16两端分别串联电阻R20、R21后依次连接差分输入采集接口P3的AIN1+、AIN1-接口。