热敏电阻伏安特性自动测试系统-副本
第30卷第3期2002年
3月
华中科技大学学报（自然科学版）VOI.30Mar.
NO.32002
（NatureScienceEditiOn）J.HuazhOngUniv.OfSci.&Tech.
热敏电阻伏安特性自动测试系统
黎步银周东祥付明黄正伟
（华中科技大学电子科学与技术系）
摘要：利用PC机通过RS-232C标准串行接口同智能万用表组成自动测试系统，通过并行打印接口控制外围接口电路，实现电压程序控制及通道自动转换，并实现了对热敏电阻伏安特性曲线的自动测试和自动数据处理.该系统能同时对10只热敏元件进行测试，各个通道具有单独击穿自动保护电路.程序由VISUALC++6.0语言编写.关
键
词：热敏电阻；伏安特性；自动测试
文献标识码：A
文章编号：1671-4512（2002）03-0086-03
中图分类号：TN373
［1］
可分为PTC元件的应用按其自身的特性
电阻-温度特性（R-T）应用、电流-时间（I-t）特性
过静态伏安特性曲线反映.
图2是伏安特性曲线测试的基本原理，
通过
应用和电压-电流特性（V-I）应用.本课题组已经
［2］
和电流-时间特成功地研制了电阻-温度特性
［3］
性自动测试系统大多数生产厂家对伏.目前，
安特性测量还采用手工测试，通过调压器进行调压，用万用表测试电压和电流；由于常常要测试到高达1000V的电压，在测试过程中元件发生击穿，易对人身及仪器设备造成危害；同时数据处理也很不方便.本文研制目的就是研制热敏电阻伏安特性自动测试系统，实现热敏电阻伏安特性曲线的自动测试和自动参数数据处理.
图1
PTCR
的典型静态伏安特性曲线
!测试原理
电压-电流特性分为零功率伏安特性和静态
［1］伏安特性.本文研究元件的静态伏安特性.所
谓静态伏安特性就是指在环境温度下静止的空气中，样品两端所加的电压与通过样品的稳态电流之间的关系，一般用双对数坐标表示.其典型曲线如图1所示，图中包含以下几种主要参数，电流最大值Imax；电流最大值所对应的电压VI；电
max
图2伏安曲线测试的基本原理
测试电压由小到大的改变，依次记录相应的电压和电流值，最后绘出伏安特性曲线.伏安特性曲线的测试电压总是由小到大变化，直至PTCR元件
击穿或保险丝烧毁为止.因此，为避免PTCR元件击穿烧毁测试夹具和保险丝，各个通道必须设计单独击穿自动保护电路.为提高测试效率，必须实现多路测试，本系统设计为10工位.当然，最重要的工作是实现测试电压的可程序控制.
流最小值Imin；电流最小值所对应的电压VI；
min击穿电压VD等.其中Imax基本可反映出元件的不动作特性；VD反映出元件的耐电压特性；VI
max
和VI区间的曲线反映了PTCR元件静态功耗
min的大小.因此，PTCR元件的许多基本特性可通
收稿日期：2001-10-10.
作者简介：黎步银（1966-），男，副教授；武汉，华中科技大学电子科学与技术系（430074）.基金项目：国家高技术研究发展计划资助项目（715-006-0070）.
第3期黎步银等：热敏电阻伏安特性自动测试系统
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热敏电阻伏安特性测试系统主要性能指标如下：测试电压范围为交流1~1023V；电压步距为
最小1V，默认3V；电压步距为10~1001~10V，
最小1V，默认20V；电压步距为100~1023V，
最小10V，默认50V.加压恒定时间为1~120V，
默认值30S.通道数为10只.测量精度为S，
10.5%.功率输出为1.5kVA.保护电流值为
可设定!500~4096mA，
图3是伏安曲线测试系统的原理框图，
其
电压步距小，例如在100V以下要求小于1V/
步，就要求变压器有许多组（20组以上）抽头，需要很多继电器进行切换控制，控制电路较为复杂，系统可靠性降低.为此设计了一种新颖的变压器，变压器输出采用二进制独立输出，即1V，2V，
…，通过二进制编码实现测试电压4V，512V等，的程控输出，具体电路如图4所示，只需10只继电器即可实现高达1023V的电压输出.!.!
过流检测保护电路设计
系统具有四级安全保护措施，使测试过程安全可靠.PTC的耐压值可高达1000V（最高达
以上，
而且样品在失效短路时电流很大，1023V）
图3伏安曲线测试系统的原理框图
图4
程控电源原理图
中，（PC机）R0为电流取样电阻!利用个人计算机
通过RS-232C标准串行接口同智能万用表组成自动测试系统，通过并行打印接口控制外围接口电路，实现电压程序控制及通道自动转换，实现了对热敏电阻伏安特性曲线的自动测试.该系统能同时对10只热敏元件进行测试，各个通道具有单独击穿自动保护电路.
该系统的四级保护措施确保样品失效时操作者和设备的安全.第一级保护措施是在稳压电源的输入端接有空气自动开关，当整个测试消耗功率超过1.2kVA时，自动截断测试电源!第二级保护
措施是每只样品加压回路中接有保险管，在其他保护措施失效时，保险管将起保护作用!第三级保护措施是在每一个样品加压回路中都设有过电流保护电路，如图5所示!过电流的值
.
!
!.
关键硬件电路设计
程控电源设计
通常，测试电源都用变压器多抽头调节输出
电压的大小，但在PTCR伏-安特性测量时，要求
图5过流检测保护动作电路
程序、数据处理子程序、以及打印程序等.其中测
#软件设计
量子程序最为关键，其步骤如下：
万用表设置，测试参数设置，系统初!.开始，始化；
伏-安特性测试系统程序由VC++6.0语言编程，程序结构如图6所示.它主要包括测量子
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华中科技大学学报（自然科学版）第30卷
图6程序结构示意图
是则转g，否则转c.保护电路是否全动作，d；
到则转e否则转c；d.加压时间到否，
电流；e.测量电压、
到则转g否则转b；f.最高电压到否，
系统复位；结束测量，返回.g.数据存盘，
图7是实测样品的伏安特性曲线图
.
图7实测样品的伏安特性曲线图参
考
文
献
［1］周东祥，龚树萍.PTC材料与应用.武汉：华中理工大
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性测试仪.华中科技大学学报，2001，（3）：73~7529
AutomaticmeasurementsystemforVoltage-current
characteristicsofthermistor
LiBuyin
ZhouDongxiang
FuMing
HuangZhengwei
Abstract：Automaticmeasurementsystemforvoitage-currentcharacteristicsofthermistorconsistsofmicrocomputerandinteiiectuaiinstrumentbyaRS-232Cinterface.Peripheraiinterfacecircuitsarecontroiiedbypersonaicomputerbyaprinterparaiieiinterface，reaiizingchannei'sautomatictransformation，thevoitageprogrammabiecontroibybinarycodemethod，automaticmeasurementforvoitage-currentcharacteristicscurvesofthermistorsanditsautomaticdataprocessing.Tenthermistorscanbemeasuredonceatimeandeachchanneihasautomaticover-currentprotection.Thereiiabiiityofthesystemisimprovedsignificantiy.MeasuringandcontroiiingsoftwareisdesignedbyVISUALC++6.0ianguage.
Keywords：thermistor；voitage-currentcharacteristics；automaticmeasurementLiBuyin
Assoc.Prof.；Dept.ofEiectronicSci.&Tech.，HuazhongUniv.ofSci.&Tech.，Wuhan430074，China.
热敏电阻伏安特性自动测试系统
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
黎步银， 周东祥， 付明， 黄正伟华中科技大学电子科学与技术系,430074
华中科技大学学报(自然科学版)
JOURNAL OF HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY(NATURE SCIENCE)2002,30(3)5次
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