一种抑制交流微小电阻测量回路分布参数误差的驱动系统技术方案

本发明专利技术提供一种抑制交流微小电阻测量回路分布参数误差的驱动系统，在分析交流微小电阻测量回路中电感、电容等分布参数特性的基础上，采用交流正交补偿技术，也即通过第一副边线圈W3与原边线圈W1之间的电磁感应将正交补偿信号反馈至待测电阻Rx的测量回路来抑制交流微小电阻测量回路中分布参数对测量信号相位的影响，消除分布参数产生的正交干扰信号，从而降低回路分布参数造成的测试误差，提高设备测量精度，本发明专利技术的驱动系统能够广泛应用到交流铂电阻测温仪等精密测温仪器中，并能够有效抑制设备中的热电动势误差以及系统噪声干扰，极大提高设备的测量精度。极大提高设备的测量精度。极大提高设备的测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种抑制交流微小电阻测量回路分布参数误差的驱动系统


[0001]本专利技术属于精密测试领域，尤其涉及一种抑制交流微小电阻测量回路分布参数误差的驱动系统。

技术介绍

[0002]电阻作为电学计量的一个基本物理量，涉及国民经济、科学研究、国防建设以及工业生产的各个方面，在科研生产和日常生活中具有非常重要的作用，快速准确地获得电阻阻值具有重要的意义。随着科学技术的进步，许多新学科技术的应用也都离不开电阻的精密测量，例如在材料学方面，许多金属的电学特性会随着温度的变化而随之变化，而其中多数电学特性的变化往往和电阻值的变化有着密切的关系，所以对微小电阻的精密测量能够为该类材料特性的研究提供强大的理论支持；在温度测量领域，目前用于精密测温的传感器普遍采用标准铂电阻等温度计，其往往是通过对铂电阻等传感器阻值的精密测量进行温度采集，例如美国FLUKE15XX系列、加拿大高联6622系列、加拿大MI6010系列以及英国ASLF500等市场中使用的高端精密测温仪都是采用电阻的高精度测量原理实现的；在航空航天国防军工领域，导弹飞行器在日常检修过程中，需要对设备电路中的火工品、继电器、开关等器件的电阻进行测量，以便掌握设备的量变情况，例如火工品的性能和可靠性对飞行器能否正常工作起到至关重要的作用，火工品测试是飞行器自检和例行试验中的一项重要环节，需要在其不加电的情况下，定期精确测量火工品阻值的变化曲线,以此判断火工品性能是否完好。
[0003]近年来，随着我国综合国力的增强，基础科学、工业生产、国防军工等领域使用的精密仪器数量也随之增多，在高精密的电阻测量领域也取得了丰硕的成果，但面对新的科学研究的要求，电阻测量依然是一个特别具有挑战的课题。尤其是当被测电阻阻值较小时，测量回路中的接触电阻和导线电阻会对测量回路引入较大干扰误差，对微小电阻的精确测量造成严重的影响；同时，当被测电阻的阻值过于微小时，回路中检测到的信号将十分微弱，容易淹没在电路噪声中，对测量精度也会造成极大的影响；此外，如果在测试回路中使用大电流驱动微小电阻，容易造成电阻的损伤，而且随着测量时间的增大，由于回路电流过大，被测电阻会出现一定的温度变化，在一定的程度上会造成测量精度的损失。因此，研制一种小电流驱动条件下的高精度微小电阻测量电路已势在必行，有必要提出研制高精度微小电阻测试仪的设想，通过该标准设备的研制，实现产品化，以满足我国各个科研生产领域项目建设及研保条件的关键计量需求。
[0004]但是，由于高精密测温仪等设备的电阻测量回路中不可避免存在电感、电容等分布参数，在交流恒流源驱动条件下会产生正交干扰信号，对设备的测量精度将造成一定的影响，无法满足设备在0～120Ω量程范围内最大误差0.0002Ω的测量精度要求。为了提高测量的测量精度，亟须研究一种抑制交流铂电阻测温仪测量回路分布参数误差的驱动电路以满足高精密微小电阻的测量需求。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种抑制交流微小电阻测量回路分布参数误差的驱动系统，能够提高电阻测量精度，满足交流微小电阻测量仪器的测量需求。
[0006]一种抑制交流微小电阻测量回路分布参数误差的驱动系统，包括正弦波交流恒流源、正交移相电路、乘法电路、鉴相电路、开关阵列Ⅰ、开关阵列Ⅱ、第一线圈X、第二线圈S以及标准电阻Rs，其中，正弦波交流恒流源串联待测电阻Rx和标准电阻Rs后接地，同时，标准电阻Rs通过开关阵列Ⅱ连接于第二线圈S的原边线圈，待测电阻Rx通过开关阵列Ⅰ连接于第一线圈X的原边线圈W1；
[0007]所述鉴相电路用于测量第一线圈X的第二副边线圈W2输出的第一感应信号与第二线圈S的副边线圈输出的第二感应信号之间的相位差，并将相位差转换为对应电平的直流电压信号；
[0008]所述正交移相电路用于对正弦波交流恒流源的正弦电压信号进行正交移相，得到移相信号；
[0009]所述乘法电路用于通过直流电压信号调节移相信号的幅度，得到正交补偿信号；
[0010]所述正交补偿信号连接至第一线圈X的第一副边线圈W3，从而通过第一副边线圈W3与原边线圈W1之间的电磁感应将正交补偿信号反馈至待测电阻Rx的测量回路，以此抑制测量回路中的正交分量。
[0011]进一步地，开关阵列Ⅰ与开关阵列Ⅱ分别用于控制第一线圈X与第二线圈S的放大比例系数，使得待测电阻Rx和标准电阻Rs上的压降相同。
[0012]进一步地，采用紫铜材质的接线端子与连接导线将待测电阻Rx、标准电阻Rs接入驱动系统中。
[0013]进一步地，所述标准电阻Rs为交流标准电阻。
[0014]进一步地，所述正弦波交流恒流源的有效值为1mA。
[0015]有益效果：
[0016]1、本专利技术提供一种抑制交流微小电阻测量回路分布参数误差的驱动系统，在分析交流微小电阻测量回路中电感、电容等分布参数特性的基础上，采用交流正交补偿技术，也即通过第一副边线圈W3与原边线圈W1之间的电磁感应将正交补偿信号反馈至待测电阻Rx的测量回路来抑制交流微小电阻测量回路中分布参数对测量信号相位的影响，消除分布参数产生的正交干扰信号，从而降低回路分布参数造成的测试误差，提高设备测量精度，本专利技术的驱动系统能够广泛应用到交流铂电阻测温仪等精密测温仪器中，并能够有效抑制设备中的热电动势误差以及系统噪声干扰，极大提高设备的测量精度。
[0017]2、本专利技术提供一种抑制交流微小电阻测量回路分布参数误差的驱动系统，使用紫铜等低热电势材料的接线端子以及紫铜材质的连接导线将待测电阻Rx、标准参考电阻Rs接入驱动系统中，能够降低接线端子与导线引入的电感分布参数。
[0018]3、本专利技术提供一种抑制交流微小电阻测量回路分布参数误差的驱动系统，标准电阻Rs选用高精密交流标准电阻，能够降低标准电阻引入的电感分布参数。
[0019]4、本专利技术提供一种抑制交流微小电阻测量回路分布参数误差的驱动系统，在基于1mA交流恒流源驱动电路的条件下，能够精确测量0～120Ω量程范围内的小电阻值，从而能够广泛应用到交流铂电阻测温仪等精密测温仪器中。
附图说明
[0020]图1为本专利技术提供的一种抑制交流微小电阻测量回路分布参数误差的驱动系统的原理框图。
具体实施方式
[0021]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0022]交流微小电阻测量回路的工作原理主要是通过交流恒流源作为驱动电路，完成微小电阻阻值的采集，并与标准电阻进行比对计算出被测电阻阻值，具体的，通过标准电阻的阻值以及两个线圈的放大比例系数即可计算出待测电阻。针对交流微小电阻测量回路中存在电感、电容等分布参数的现象，本专利技术提出的一种抑制交流微小电阻测量回路分布参数误差的驱动系统，以此抑制测量回路分布参数造成的测试误差。
[0023]如图1所示，一种抑制交流微小电阻测量回路分布参数误差的驱动系统，包括有效值为1mA的正弦波交流恒流源、正交移相电路、乘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制交流微小电阻测量回路分布参数误差的驱动系统，其特征在于，包括正弦波交流恒流源、正交移相电路、乘法电路、鉴相电路、开关阵列Ⅰ、开关阵列Ⅱ、第一线圈X、第二线圈S以及标准电阻Rs，其中，正弦波交流恒流源串联待测电阻Rx和标准电阻Rs后接地，同时，标准电阻Rs通过开关阵列Ⅱ连接于第二线圈S的原边线圈，待测电阻Rx通过开关阵列Ⅰ连接于第一线圈X的原边线圈W1；所述鉴相电路用于测量第一线圈X的第二副边线圈W2输出的第一感应信号与第二线圈S的副边线圈输出的第二感应信号之间的相位差，并将相位差转换为对应电平的直流电压信号；所述正交移相电路用于对正弦波交流恒流源的正弦电压信号进行正交移相，得到移相信号；所述乘法电路用于通过直流电压信号调节移相信号的幅度，得到正交补偿信号；所述正交补偿信号连接至第一线圈X的第一副边线圈W3，从而通过第一副边线圈W3...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪寅宵，裴雅鹏，姜祝，王兵，刘晓旭，张月魁，孙德冲，张莉莉，闫佳晖，魏志强，
申请(专利权)人：北京航天计量测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：