一种采用矩阵电阻并联实现电阻数字化的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种采用矩阵电阻并联实现电阻数字化的方法及系统，包括：步骤一：构建模拟矩阵电阻，所述矩阵电阻包括若干按顺序依次并联的模拟电阻，步骤二：为模拟电路中的每个模拟电阻分别配置一个电子开关，并使得所述模拟电阻与电子开关之间的编号相互对应和关联；步骤三：计算等效电阻，步骤四：将步骤二中的等效电阻计算公式进行变换，步骤五：等效电阻R等效为由步骤五中导通的电子开关连通后构成的并联矩阵电阻构成；该等效电阻R作为输出的数字电阻。将模拟电阻实现数字化，可以广泛用于各种数字控制系统、传感器模拟系统；采用选取并联电阻矩阵方式，实现大功率数字电阻；通过电阻并联方式，降低开关管内阻、线路阻抗带来的误差影响。误差影响。误差影响。

【技术实现步骤摘要】
一种采用矩阵电阻并联实现电阻数字化的方法及系统


[0001]本专利技术涉及电子数据测量和转化
，具体涉及一种采用矩阵电阻并联实现电阻数字化的方法及系统。

技术介绍

[0002]在电阻检测中，大电流测试仪已逐渐广泛应用，如用于测量开关、断路器、变压器等设备的接触电阻、回路电阻测试设备
‑
回路电阻测试仪；用于测量变压器、互感器和电机绕组等感性被测对象的直流电阻的设备
‑
直流电阻快速测量仪，这些仪器的测试电流可以从几安到几百安。对这类仪器的的校准无法用传统的标准电阻来实现，因为实物标准电阻可通过的电流最大只有30A，对大于30A电流的检测，由于受功率、热稳定性等影响，其准确度大大地下降。在此状况下，模拟电阻应运而生，它具有体积小，额定电流大，比实物电阻准确度高，使用方便、操作灵活等特点。
[0003]目前的模拟电阻测量的精度为1欧姆，低于1欧姆的矩阵电阻选取算法还没完善，如1/2欧,1/4欧,1/8欧。导致了测量时进度不高，误差逐渐变大。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种采用矩阵电阻并联实现电阻数字化的方法及系统，将模拟电阻实现数字化，可以广泛用于各种数字控制系统、传感器模拟系统；采用选取并联电阻矩阵方式，实现大功率数字电阻；通过电阻并联方式，降低开关管内阻、线路阻抗带来的误差影响。
[0005]根据本专利技术的第一方面，提供了一种采用矩阵电阻并联实现电阻数字化的方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一：构建模拟矩阵电阻，所述模拟矩阵电阻包括若干按顺序依次并联的模拟电阻，所述模拟电阻分别为R0、R1、R2、R3……
R
n
，且所述模拟电阻R0、R1、R2、R3……
R
n
对应的阻值分别为20、21、22、23……2n
；
[0007]步骤二：为模拟矩阵电阻中的每个模拟电阻分别配置一个电子开关，并使得所述模拟电阻与电子开关之间的编号相互对应和关联；
[0008]步骤三：计算等效电阻，通过等效电阻计算公式：1/R＝1/R1+1/R2+1/R3+
…
+1/R
n
，得到公式：1/R＝1/20+1/21+1/22+
…
+1/2
n
；其中R为等效电阻，n为大于等于零的整数；
[0009]步骤四：将步骤三中的等效电阻计算公式进行变换得到2
n
/R＝2
n
+2
n
‑1+2
n
‑2+
…
+1＝A，A为常数；
[0010]步骤五：通过如下方式依次进行计算，其中0≤m≤n，且m为整数；
[0011]当A≥2
m
时，那么将R
(n
‑
m)
对应的电子开关导通；
[0012]当A
‑2m
≥2
m
‑1时，那么将R
(n
‑
m+1)
对应的电子开关导通；
[0013]当A
‑2m
‑2m
‑1≥2
m
‑2时，那么将R
(n
‑
m+2)
对应的电子开关导通；
[0014]当A
‑2m
‑2m
‑1‑2m
‑2≥2
m
‑3时，那么将R
(n
‑
m+3)
对应的电子开关导通；
[0015]当A
‑2m
‑2m
‑1‑2m
‑2‑2m
‑3≥2
m
‑4时，那么将R
(n
‑
m+4)
对应的电子开关导通；
[0016]……
[0017]直至A
‑2m
‑2m
‑1‑2m
‑2‑2m
‑3‑2m
‑4‑…‑2n
‑
m
＜1时，退出循环；
[0018]即，当等效电阻R＝2
n
/A时，等效电阻R等效为由步骤五中导通的电子开关连通后构成的并联矩阵电阻构成；该等效电阻R作为输出的数字电阻。
[0019]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以作出如下改进。
[0020]可选的，所述电子开关为CMOS晶体管。
[0021]可选的，所述数字电阻输出的电阻值范围为1～2
n
。
[0022]可选的，所述数字电阻的最低功率由单个电阻R0、R1、R2、R3……
R
n
中最低功率决定。
[0023]可选的，还包括步骤六：在每次数字电阻输出后至数字电阻再次输出前，设置上电自动将显示数据调零。
[0024]根据本专利技术的第二方面，提供了一种采用矩阵电阻并联实现电阻数字化的系统，采用包括上述任一项所述的采用矩阵电阻并联实现电阻数字化的方法。
[0025]本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种采用矩阵电阻并联实现电阻数字化的方法及系统，将模拟电阻实现数字化，可以广泛用于各种数字控制系统、传感器模拟系统；采用选取并联电阻矩阵方式，实现大功率数字电阻；通过电阻并联方式，降低开关管内阻、线路阻抗带来的误差影响。可以进一步扩大数字电阻的显示范围，同时具备自动调零功能可以避免时间长了，各矩阵电阻有漂移误差。
附图说明
[0026]图1为本专利技术提供的一种采用矩阵电阻并联实现电阻数字化的方法流程图；
[0027]图2为实施例的电路原理示意图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0029]图1为本专利技术提供的一种采用矩阵电阻并联实现电阻数字化的方法流程图，如图1所示，方法包括：
[0030]步骤一：构建模拟矩阵电阻，所述模拟矩阵电阻包括若干按顺序依次并联的模拟电阻，所述模拟电阻分别为R0、R1、R2、R3……
R
n
，且所述模拟电阻R0、R1、R2、R3……
R
n
对应的阻值分别为20、21、22、23……2n
；
[0031]步骤二：为模拟矩阵电阻中的每个模拟电阻分别配置一个电子开关，并使得所述模拟电阻与电子开关之间的编号相互对应和关联；
[0032]步骤三：计算等效电阻，通过等效电阻计算公式：1/R＝1/R1+1/R2+1/R3+
…
+1/R
n
，得到公式：1/R＝1/20+1/21+1/22+
…
+1/2
n
；其中R为等效电阻，n为大于等于零的整数；
[0033]步骤四：将步骤三中的等效电阻计算公式进行变换得到2
n
/R＝2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用矩阵电阻并联实现电阻数字化的方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤一：构建模拟矩阵电阻，所述模拟矩阵电阻包括若干按顺序依次并联的模拟电阻，所述模拟电阻分别为R0、R1、R2、R3……
R
n
，且所述模拟电阻R0、R1、R2、R3……
R
n
对应的阻值分别为20、21、22、23……2n
；步骤二：为模拟矩阵电阻中的每个模拟电阻分别配置一个电子开关，并使得所述模拟电阻与电子开关之间的编号相互对应和关联；步骤三：计算模拟矩阵电阻的等效电阻，通过等效电阻计算公式：1/R＝1/R1+1/R2+1/R3+
…
+1/R
n
，得到公式：1/R＝1/20+1/21+1/22+
…
+1/2
n
；其中R为等效电阻，n为大于等于零的整数；步骤四：将步骤三中的等效电阻计算公式进行变换得到2
n
/R＝2
n
+2
n
‑1+2
n
‑2+
…
+1＝A，A为常数；步骤五：通过如下方式依次进行计算，其中0≤m≤n，且m为整数；当A≥2
m
时，那么将R
(n
‑
m)
对应的电子开关导通；当A
‑2m
≥2
m
‑1时，那么将R
(n
‑
m+1)
对应的电子开关导通；当A
‑2m
‑2m
‑1≥2
m
‑2时，那么将R
(n
‑
m+2)
对应的电子开关导通；当A

【专利技术属性】
技术研发人员：谭奇云，程春林，程杨，易飞，彭爱军，
申请(专利权)人：东风电驱动系统有限公司，
类型：发明
国别省市：