一种适用于铂热电阻模拟板的输出电阻制造技术

本实用新型专利技术公开一种适用于铂热电阻模拟板的输出电阻，包括电阻R、数字电位器、DC-DC转换器与数字隔离器；其中，数字电位器为n个，n≥2；n个数字电位器间并联后再与电阻R并联；n个数字电位器与数字隔离器相连，且n个数字电位器与数字隔离器均与DC-DC转换器相连。为了实现高精度低温漂的模拟铂热电阻输出，选用了10位的数字电位器AD5270，电阻R采用124欧阻值、0.1%精度，10ppm温漂的高精密电阻。由于数字电位器价格低，体积小，温漂小，因此输出电阻也具有价格低、体积小、温漂小等优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测试、测量领域，具体来说，是一种适用于钼热电阻模拟板的输出电阻。
技术介绍
随着PXI总线技术在测试、测量领域的广泛应用，许多PXI模块和系统被开发出来以满足不同用户的需求。目前市场上有多家公司提供了基于PXI总线技术的钼热电阻模拟板，如Pickering的40-262等，但是其输出电阻由大量的控制开关和不同阻值的固定电阻组成，如图I所示，通过控制开关的开启和闭合，调整输出电阻的大小；又如泛华测控公司的PXI-3110，受其输出电阻结构，板卡面积的限制，其仅能提供2个通道的输出电阻，无法满足客户对更多通道输出电阻的需求。因此，可见钼热电阻模拟板输出电阻的结构复杂，占用的面积较大，价格较高，使钼热电阻模拟板中的输出电阻设置数量受到限制。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出一种适用于钼热电阻模拟板的输出电阻，包括电阻R、数字电位器、DC-DC转换器与数字隔离器；其中，数字电位器为η个，η > 2 ;n个数字电位器间并联后再与电阻R并联。η个数字电位器与数字隔离器相连，且η个数字电位器与数字隔离器均与DC-DC转换器相连。为了实现高精度低温漂的模拟钼热电阻输出，选用了 10位的数字电位器AD5270，电阻R采用124欧阻值、O. 1%精度，IOppm温漂的高精密电阻。本技术的优点在于I、本技术输出电阻结构简单、精度高，体积小，在钼热电阻模拟板中设置的个数易于扩展；2、本技术输出电阻采用数字隔离器对数字信号与模拟信号间进行隔离以保护上位机免受现场异常信号的干扰；3、本技术输出电阻模块在不改变数字电位器的情况下，通过更换电阻，可以轻松调整输出电阻的输出范围，但不影响输出电阻的精度附图说明图I为现有钼热电阻模拟板输出电阻结构示意图；图2为技术输出电阻结构框图；图3为本技术输出电阻进行多次输出电阻模块的有效性测试结果图。具体实施方式本技术输出电阻由电阻R、数字电位器、DC-DC转换器(直流转直流电源)与数字隔离器构成，如图2所示。其中，数字电位器为η个，η彡2;η个数字电位器间并联后再与电阻R并联，由此η个数字电位器通过数字信号控制电阻R的阻值变化。从而减小了 η个数字电位器步长对输出电阻输出精度的影响，实现了高精度低温漂的模拟钼热电阻输出；且在不改变数字电位器的情况下，通过更换电阻R，可以轻松调整输出电阻的输出范围，但不影响输出电阻的精度。所述η个数字电位器均采用至少10位的数字电位器，由此可保证输出电阻的电阻输出精度。由于相互并联的数字电位器个数影会影响输出电阻的电阻输出精度以及范围，同时考虑到输出电阻的体积与成本，因此本技术输出电阻的电阻输出精度与范围的前提下，采用两个10位的AD5270数字电位器并联后与电阻R并联。AD5270数字电位器电阻R的最大输出阻值为20ΚΩ，具有1%电阻误差，温度系数为5ppm/° C，由此可在保证输出电阻的电阻输出精度的同时，还可使输出电阻具有较快的响应。本技术中电阻R的阻值为124欧，O. 1%精度，IOppm温漂的高精密电阻。η个数字电位器与数字隔离器相连、通过数字隔离器(高速数字隔离器件)与钼热电阻模拟板中的数字部分相连，通过数字隔离器防止模拟信号对数字信号的造成影响，损 害，从而保护上位机免受现场异常信号的干扰。η个数字电位器与数字隔离器均与DC-DC转换器相连，通过DC-DC为输出电阻供电。由于数字电位器价格低，体积小，温漂小，精度高，因此使输出电阻价格低、体积小、温漂小，精度高，由此大大节约的制作成本，同时根据需要可在总线板卡上设置多个输出电阻，占用的空间较小，大大的缩小了整个钼热电阻模拟器的体积。本实用型中输出电阻采用4线制电阻接口连接外部仪器，由此可排除用户连接线缆的电阻对输出电阻的影响。如果采用2线制电阻接口，则无法消除连接线缆的影响，用户需要自己校准连接线缆的影响。通过连接器J5与外部仪器连接，用来实现高精度低温漂的模拟钼热电阻输出，满足用户对可编程模拟钼热电阻的需求。本技术本中输出电阻的输出阻值和数字电位器的关系为Z = 1/(1/X+1/Y+1/R)(I)Z为输出阻值，X为数字电位器阻值，Y为电位器阻值，R为与数字电位器并联电阻阻值。令Z = 1/Ρ、P = 1/X+1/Y+1/R，则根据误差传递方法可得到E1 =-γτ⑵_4] 4=_(”鲁)(3)其中，Ez、Ep、Ex、EY、Ee分别为 Ζ，P，X，Y，R 的绝对误差。将式(2)、(3)合并，可得到输出阻值的绝对误差公式 其中，I、f、f分别为数字电位器和并联固定电阻的相对误差，即元器件的固有参数。以本文的实际电路为例其数值分别为1%，1%，0. 1%。假设EKX、EKY、EKK分别为X，Y，R的相对误差，则可得到_] 卜 (士 H).·⑷+ &■)(5)由公式(5)可知I、输出电阻的绝对误差和输出电阻的阻值得平方成反比关系；2、输出电阻的绝对误差随着X，Y的变大逐渐变小；3、更换具有相同精度，不同阻值的并联电阻R，对输出电阻的误差影响很小。因此，当X，Y的数值远大于Z时，输出电阻的绝对误差将非常小。以Χ=10000Ω，Y=IOOOO Ω，R=124Q为例，其绝对误差约为7. 5X10-5。通过对本技术输出电阻进行多次测试以验证输出电阻的有效性，测试结果如 图3所示，图中输出电阻的期望值为10(Γ122Ω，测量间距为O. 2Ω ;由图3可以看出，随着输出电阻阻值变大，误差数值快速减小，实验结果和理论分析保持一致。虽然输出电阻阻值较小时输出电阻的误差较大，但其误差数值小于O. 25 Ω，依然具有很高的精度。图3的数据证明了本技术中输出电阻的设计具有很高的精度，验证了输出电阻模块的有效性。权利要求1.一种适用于钼热电阻模拟板的输出电阻，其特征在于包括电阻R、数字电位器、DC-DC转换器与数字隔离器； 其中，数字电位器为η个，η > 2 ;n个数字电位器间并联后再与电阻R并联；n个数字电位器与数字隔离器相连，且η个数字电位器与数字隔离器均与DC-DC转换器相连。2.如权利要求I所述一种适用于钼热电阻模拟板的输出电阻，其特征在于所述数字电位器为2个。3.如权利要求I所述一种适用于钼热电阻模拟板的输出电阻，其特征在于所述数字电位器为至少10位的数字电位器。4.如权利要求I所述一种适用于钼热电阻模拟板的输出电阻，其特征在于所述数字电位器为10位AD5270数字电位器。5.如权利要求I所述一种适用于钼热电阻模拟板的输出电阻，其特征在于所述电阻R为124欧阻值，O. 1%精度，IOppm温漂的高精密电阻。6.如权利要求I所述一种适用于钼热电阻模拟板的输出电阻，其特征在于所述输出电阻采用4线制电阻接口连接外部仪器。专利摘要本技术公开一种适用于铂热电阻模拟板的输出电阻，包括电阻R、数字电位器、DC-DC转换器与数字隔离器；其中，数字电位器为n个，n≥2；n个数字电位器间并联后再与电阻R并联；n个数字电位器与数字隔离器相连，且n个数字电位器与数字隔离器均与DC-DC转换器相连。为了实现高精度低温漂的模拟铂热电阻输出，选用了10位的数字电位器AD5270，电阻R采用124欧阻值、0.1%精度，10ppm温漂的高精密电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于铂热电阻模拟板的输出电阻，其特征在于：包括电阻R、数字电位器、DC？DC转换器与数字隔离器；其中，数字电位器为n个，n≥2；n个数字电位器间并联后再与电阻R并联；n个数字电位器与数字隔离器相连，且n个数字电位器与数字隔离器均与DC？DC转换器相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩小兵，魏勇，戚朝晖，岳世锋，张新，吴秀峰，唐颖倩，韩慧媛，吴飞，卢俊娥，杨绪达，吕建民，郑海源，李菲，
申请(专利权)人：北京康拓科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：