一種補(bǔ)償硬件誤差影響的高精度無(wú)源電阻發(fā)生器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種補(bǔ)償硬件誤差影響的高精度無(wú)源電阻發(fā)生器，包括主控單元、連接主控單元的電阻網(wǎng)絡(luò)和電阻測(cè)量單元，所述電阻網(wǎng)絡(luò)包括M個(gè)串聯(lián)電阻、與各電阻對(duì)應(yīng)并聯(lián)的M個(gè)常閉繼電器和控制相應(yīng)繼電器開(kāi)閉的M個(gè)繼電器驅(qū)動(dòng)電路，繼電器驅(qū)動(dòng)電路連接主控單元，主控單元接收電阻測(cè)量單元測(cè)量的電阻網(wǎng)絡(luò)中各電阻的阻值，并通過(guò)繼電器驅(qū)動(dòng)電路控制相應(yīng)繼電器開(kāi)閉，將對(duì)應(yīng)并聯(lián)的電阻置于開(kāi)路或短路狀態(tài)。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有無(wú)源電阻發(fā)生器輸出精度完全依賴(lài)于電阻精度且輸出精度低的問(wèn)題，能夠滿足實(shí)際使用中對(duì)無(wú)源電阻器的精度要求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
-種補(bǔ)償硬件誤差影響的高精度無(wú)源電阻發(fā)生器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及儀器儀表校準(zhǔn)、電路測(cè)試等領(lǐng)域，是關(guān)于一種補(bǔ)償硬件誤差影響 的高精度無(wú)源電阻發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002] 電阻發(fā)生器作為儀器儀表校準(zhǔn)、電路測(cè)試等領(lǐng)域的重要基準(zhǔn)源，其精度指標(biāo)尤為 重要?，F(xiàn)有高精度電阻發(fā)生器主要包括電子式有源可調(diào)電阻器和數(shù)字化無(wú)源電阻器兩種。 其中，電子式有源可調(diào)電阻器基于歐姆定律，通過(guò)處理器將輸入的預(yù)置電阻值轉(zhuǎn)化為相應(yīng) 的控制信號(hào)來(lái)控制量程轉(zhuǎn)換電路與增益設(shè)置電路，W改變電路總體輸出的電壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn) 電阻值的智能調(diào)節(jié)。此電阻發(fā)生方法采用DAC忍片實(shí)現(xiàn)電壓的增益放大，當(dāng)工作電流較大使 得電壓值超過(guò)DAC的最大參考電壓時(shí)，等效電阻將保持不變，電阻器失效，并且此方法受工 作電流的限制，在通用性方面存在不足。數(shù)字化無(wú)源電阻器采用單片機(jī)或CMOS集成電路控 制繼電器切換阻值為8421編碼的精密電阻組合，實(shí)現(xiàn)無(wú)源電阻輸出。此方法不受工作電流 的限制，通用性強(qiáng)，然而由于直接采用W電阻標(biāo)稱(chēng)值為基準(zhǔn)的8421輸出方式，缺少對(duì)硬件誤 差因素影響的分析，輸出精度完全依賴(lài)于電阻精度，使用過(guò)程中器件老化將導(dǎo)致輸出精度 的降低。此方法在實(shí)現(xiàn)電阻器的高輸出精度W及魯棒性方面尚存在不足。
[0003] 專(zhuān)利號(hào)是CN200410021628.6的中國(guó)專(zhuān)利提出一種控制和補(bǔ)償"可編程標(biāo)準(zhǔn)電阻發(fā) 生器"誤差的方法，此方法包括:至多16個(gè)精密電阻器RiQ = I~16)，依次按二進(jìn)制規(guī)律制 作的逐位串聯(lián)而成的電阻網(wǎng)路；用"并聯(lián)電位器、Ial~Ibl正公差帶法"消除Ri~Ris精密電 阻在繞制中帶來(lái)的誤差;確定好咕1、多圈電位器Rpi的最佳阻值，可使各精密電阻位Ri的誤 差接近OQ。對(duì)"可編程標(biāo)準(zhǔn)電阻發(fā)生器"繼電器觸點(diǎn)的接觸電阻誤差必須作硬件補(bǔ)償：用N 對(duì)繼電器常閉觸點(diǎn)并聯(lián)組成繼電器網(wǎng)絡(luò)中的某組繼電器常閉觸點(diǎn)KiQ = I~16)，使每個(gè)電 阻位因繼電器常閉觸點(diǎn)接觸電阻帶來(lái)的誤差在W下計(jì)算值之內(nèi)（WN=S為例）：0.05 0/8 = 0.0063 Q <0.01 Q。此專(zhuān)利可使標(biāo)準(zhǔn)電阻在0~6553.6 Q量程內(nèi)達(dá)到輸出純電阻的絕對(duì)誤 差《0.20。此專(zhuān)利提供的誤差控制和補(bǔ)償方法雖然能夠有效克服電阻制造誤差及繼電器 觸點(diǎn)電阻對(duì)輸出精度的影響，但此方法需通過(guò)調(diào)節(jié)Rpi、R串1的值將高精密電阻Ri調(diào)整至標(biāo)稱(chēng) 值，對(duì)電阻及電位器精度要求高，可操作性差，且采用公差帶法實(shí)現(xiàn)對(duì)電阻制造誤差的補(bǔ) 償，需使用0級(jí)精度高穩(wěn)定特質(zhì)精密級(jí)儘銅電阻W保證較好的補(bǔ)償效果，成本較高。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的主要目的是提供一種補(bǔ)償硬件誤差影響的高精度無(wú)源電阻發(fā)生器， 解決現(xiàn)有無(wú)源電阻發(fā)生器輸出精度完全依賴(lài)于電阻精度且輸出精度低的問(wèn)題，提高無(wú)源電 阻器的輸出精度。
[0005] 本實(shí)用新型是采用W下技術(shù)方案及技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0006] -種補(bǔ)償硬件誤差影響的高精度無(wú)源電阻發(fā)生器，包括主控單元、連接主控單元 的電阻網(wǎng)絡(luò)和電阻測(cè)量單元，所述電阻網(wǎng)絡(luò)包括M個(gè)串聯(lián)電阻、與各電阻對(duì)應(yīng)并聯(lián)的M個(gè)常 閉繼電器和控制相應(yīng)繼電器開(kāi)閉的M個(gè)繼電器驅(qū)動(dòng)電路，繼電器驅(qū)動(dòng)電路連接主控單元，主 控單元接收電阻測(cè)量單元測(cè)量的電阻網(wǎng)絡(luò)中各電阻的阻值，并依據(jù)預(yù)置電阻值R通過(guò)硬件 誤差補(bǔ)償方法確定M個(gè)常閉繼電器的最優(yōu)開(kāi)閉組合方式，通過(guò)繼電器驅(qū)動(dòng)電路控制相應(yīng)繼 電器開(kāi)閉，將對(duì)應(yīng)并聯(lián)的電阻置于開(kāi)路或短路狀態(tài)，輸出補(bǔ)償硬件誤差影響的無(wú)源電阻。
[0007] 較佳的，所述無(wú)源電阻發(fā)生器還包括與主控單元連接的顯示單元，主控單元根據(jù) 顯示單元輸送的預(yù)置電阻值R，將由最優(yōu)電阻組合方式得到的預(yù)輸出電阻值RfPI觸發(fā)送至顯 示單元進(jìn)行顯示。
[0008] 較佳的，所述無(wú)源電阻發(fā)生器還包括與主控單元連接的存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)電阻測(cè)量 單元測(cè)量的電阻網(wǎng)絡(luò)阻值。
[0009] 較佳的，所述電阻網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)電阻采用標(biāo)稱(chēng)值能夠組合成為1~10之內(nèi)任意自然 數(shù)的四個(gè)基數(shù)、多個(gè)數(shù)量級(jí)的M個(gè)電阻。
[0010] 較佳的，所述串聯(lián)電阻采用標(biāo)稱(chēng)值為1、2、2、5或1、2、4、8的四個(gè)基數(shù)，且數(shù)量級(jí)W = l〇t 的 M 個(gè)電阻，t =……-2，-1，0，1，2,3……。
[0011] 較佳的，所述電阻測(cè)量單元是萬(wàn)用表，由萬(wàn)用表測(cè)量得到的電阻網(wǎng)絡(luò)中各電阻阻 值是采用開(kāi)爾文四線電阻測(cè)量方式多次測(cè)量的平均值。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
[0013] 本實(shí)用新型利用主控單元控制電阻網(wǎng)絡(luò)，分析硬件誤差對(duì)電阻輸出值的影響規(guī) 律，建立各誤差禪合影響下的電阻輸出模擬方程的定量模型，采用廣度優(yōu)先捜索方法由定 量模型，得到實(shí)際輸出值（ERm)讀最接近預(yù)置電阻值R的M個(gè)常閉繼電器的最優(yōu)開(kāi)閉組合方 式，繼電器的最優(yōu)開(kāi)閉組合方式對(duì)應(yīng)最優(yōu)電阻組合方式N，補(bǔ)償硬件誤差的影響。通過(guò)控制 電阻網(wǎng)絡(luò)的繼電器驅(qū)動(dòng)電路控制相應(yīng)繼電器開(kāi)閉，將對(duì)應(yīng)并聯(lián)的電阻置于輸出或短路狀 態(tài)，得到有效補(bǔ)償硬件誤差的最優(yōu)電阻組合，輸出優(yōu)化后的無(wú)源電阻，實(shí)現(xiàn)不完全依賴(lài)于電 阻精度的高精度電阻輸出，解決了現(xiàn)有無(wú)源電阻發(fā)生器輸出精度完全依賴(lài)于電阻精度且輸 出精度低的問(wèn)題，能夠滿足實(shí)際使用中對(duì)無(wú)源電阻器的精度要求，具有較強(qiáng)的魯棒性和實(shí) 用性。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
[0015] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的電阻網(wǎng)絡(luò)的一部分示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017] 無(wú)源電阻發(fā)生器的實(shí)際電阻輸出值主要受電阻網(wǎng)絡(luò)中固有硬件誤差的影響。誤差 主要包括：電阻制造誤差、電路中閉合繼電器的觸點(diǎn)電阻和連接繼電器之間、繼電器與電阻 之間的PCB板線路電阻護(hù)。電阻制造誤差是由電阻制造工藝、電阻溫度系數(shù)引起的電阻真實(shí) 值與其標(biāo)稱(chēng)值的差值。繼電器觸點(diǎn)電阻受觸點(diǎn)表面材料的電阻率、壓力、形態(tài)等諸多復(fù)雜因 素影響，不同繼電器單次閉合觸點(diǎn)電阻值W及同一繼電器的多次閉合觸點(diǎn)電阻值均不同， 且均為隨機(jī)誤差。PCB板線路電阻主要由PCB布線方式導(dǎo)致。
[0018] 為減小無(wú)源電阻發(fā)生器的預(yù)置電阻值R與實(shí)際輸出值（ERi)讀的誤差，本實(shí)用新型 提出一種補(bǔ)償硬件誤差影響的高精度無(wú)源電阻發(fā)生器，通過(guò)對(duì)影響無(wú)源電阻器輸出精度關(guān) 鍵問(wèn)題的研究，模擬各硬件誤差禪合影響下的實(shí)際輸出電阻值，確定各誤差對(duì)輸出值的影 響規(guī)律，通過(guò)廣度優(yōu)先捜索方法依據(jù)此規(guī)律查找能夠最有效補(bǔ)償各誤差影響的最優(yōu)電阻組 合，實(shí)現(xiàn)誤差影響的最小化，保證電阻器輸出精度。
[0019] 本實(shí)用新型的電阻網(wǎng)絡(luò)中選用高精度、低溫漂的電阻W減小電阻制造誤差的影 響。在PCB布線過(guò)程中，遵循串聯(lián)電阻間引線、電阻與對(duì)應(yīng)的并聯(lián)繼電器間引線、輸出端引出 線等線路最短的布局與布線規(guī)則W減小差的影響，并選用觸點(diǎn)電阻小且電氣壽命長(zhǎng)的 雙刀雙擲繼電器W減小此誤差的影響。
[0020] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖，圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的電阻網(wǎng)絡(luò)的一部 分示意圖。參考圖1和圖2,本實(shí)用新型的高精度無(wú)源電阻發(fā)生器包括主控單元、連接主控單 元的電阻網(wǎng)絡(luò)和電阻測(cè)量單元。電阻網(wǎng)絡(luò)包括M個(gè)串聯(lián)電阻、與各電阻對(duì)應(yīng)并聯(lián)的M個(gè)常閉 繼電器和控制相應(yīng)繼電器開(kāi)閉的M個(gè)繼電器驅(qū)動(dòng)電路，繼電器驅(qū)動(dòng)電路連接主控單元。主控 單元接收電阻測(cè)量單元測(cè)量的電阻網(wǎng)絡(luò)中各電阻的阻值，并依據(jù)預(yù)置電阻值R通過(guò)硬件誤 差補(bǔ)償方法確定M個(gè)常閉繼電器的最優(yōu)開(kāi)閉組合方式，繼電器的最優(yōu)開(kāi)閉組合方式對(duì)應(yīng)最 優(yōu)電阻組合方式N，通過(guò)繼電器驅(qū)動(dòng)電路控制相應(yīng)繼電器開(kāi)閉，將對(duì)應(yīng)并聯(lián)的電阻置于開(kāi)路 或短路狀態(tài)，輸出補(bǔ)償硬件誤差影響的無(wú)源電阻。所述通過(guò)硬件誤差補(bǔ)償方法得到M個(gè)常閉 繼電器的最優(yōu)開(kāi)閉組合方式，進(jìn)而確定最優(yōu)電阻組合方式N具體是由硬件誤差對(duì)電阻輸出 值的影響規(guī)律（即電阻輸出模擬方程），采用廣度優(yōu)先捜索方法得到的。繼電器驅(qū)動(dòng)電路接 收主控單元輸出的最優(yōu)電阻組合方式信號(hào)，控制相應(yīng)繼電器開(kāi)閉，使對(duì)應(yīng)并聯(lián)的電阻置于 開(kāi)路或短路狀態(tài)，輸出優(yōu)化后的無(wú)源電阻。該優(yōu)化后的無(wú)源電阻可W有效補(bǔ)償硬件誤差的 影響，實(shí)現(xiàn)誤差影響的最小化，保證電阻器的輸出精度。
[0021] 在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，無(wú)源電阻發(fā)生器還包括顯示單元，顯示單元與主 控單元連接，方便用戶設(shè)定預(yù)置電阻值R，并輸送給主控單元，主控單元根據(jù)顯示單元輸送 的預(yù)置電阻值R，將由最優(yōu)電阻組合方式得到的預(yù)輸出電阻值RfPl觸發(fā)送至顯示單元進(jìn)行顯 示，方便用戶知道設(shè)定的預(yù)置電阻值R對(duì)應(yīng)的電阻器預(yù)輸出電阻值RfM。
[0022] 更進(jìn)一步的，無(wú)源電阻發(fā)生器還可W包括存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)單元與主控單元連接，存 儲(chǔ)電阻測(cè)量單元測(cè)量的電阻網(wǎng)絡(luò)阻值，如電阻網(wǎng)絡(luò)的空載電阻值Rd測(cè)，電阻網(wǎng)絡(luò)中第M個(gè)電 阻的測(cè)量值Rwll等。
[0023] 電阻測(cè)量單元優(yōu)選是高精度的萬(wàn)用表，電阻網(wǎng)絡(luò)中各電阻阻值優(yōu)選采用開(kāi)爾文四 線電阻測(cè)量方式多次測(cè)量求平均值的方法得到。
[0024] 電阻網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)電阻采用標(biāo)稱(chēng)值能夠組合成為1~10之內(nèi)任意自然數(shù)的四個(gè)基 數(shù)、多個(gè)數(shù)量級(jí)的M個(gè)電阻。例如，串聯(lián)電阻可W采用標(biāo)稱(chēng)值為1、2、2、5或1、2、4、8的4個(gè)基 數(shù)，數(shù)量級(jí) W= IQt= {......1〇-2，1〇-1，10°，1〇1，1〇2，1〇3......}的1個(gè)電阻，*二……-2,-1，0，1， 2,3……。
[00巧]主控單元確定最優(yōu)電阻組合方擊N的曬件謀差補(bǔ)僕方巧是：
[0026] (1)建立電阻輸出模擬方程 片，（ERm)濃是電阻網(wǎng)絡(luò)的 模擬輸出值，RoS表示電阻網(wǎng)絡(luò)的空I R剛是電阻網(wǎng)絡(luò)第M個(gè)電阻 的測(cè)量值；
[0027] (2)采用廣度優(yōu)先捜索方法優(yōu)化電阻網(wǎng)絡(luò)的電阻組合方式，補(bǔ)償硬件誤差的影響， 巧
得到最優(yōu)電阻組合方式N，其中，Xi為由馬?組成的矩 陣，i為Xi的化柄;，i = l、2、…、S ,Kni為對(duì)應(yīng)于Xi且編碼為rii的繼電器通斷組合,Kni二0或1 ,ni 為Xi的組合編碼號(hào)，最優(yōu)電阻組合方式N是由nl~ns組成的巧降，min親示景小。
[0028] 需要說(shuō)明的是，電阻網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際輸出可表示為
，其 中，（ERm)D實(shí)表示電阻網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際輸出值，Re為繼電器的不同次閉合差值，將其設(shè)為電阻輸 出模擬方程與實(shí)際輸出的差值。
[0029] 所述采用廣度優(yōu)先捜索方法確定最優(yōu)電阻網(wǎng)絡(luò)的電阻組合方式N的方法是：
[0030] (1)定義由而組成的矩陣為X(hx4)，H表示行數(shù)，列數(shù)為4列，HX4>M，X(hx4)對(duì)應(yīng)的 標(biāo)稱(chēng)值為&示扣X4) = ( Sl X W，S2 X W，S3 X W，S4 X W)，Kni =比ni 1，Kni2，Kni3，Kni4 ;
[00川（2)由編(HX4)建立理想輸出方程Ra= E (SI XKni4，S2 XKni3，S3 XKni2，S4 XKnil X W，W= l0t，t = -2，-I，0，I，2……H-3，依據(jù)理想輸出方程對(duì)X(H>a)的電阻組合進(jìn)行編碼，建立 電阻組合編碼表；
[0032] (3)由電阻組合編碼表，并根據(jù)廣度優(yōu)先捜索方法得到F(N)的所有可能解的矩陣U = [Ni，化，N3，。'，Nj，…];
[0033] (4)定義 F(N) =min(f (Nj)-R)
，根據(jù) 深度捜索方法依次捜索矩陣U，得到f (Nj) -R的最小值，相應(yīng)的f (Nj)為頗輸出，對(duì)Nj中的元素依 據(jù)電阻組合編碼表進(jìn)行解碼，即得到最優(yōu)電阻組合方式N。
[0034] 實(shí)施例一
[00巧]設(shè)定無(wú)源電阻發(fā)生器的輸出范圍為1.OQ~20.OKQ、分辨力為0.IQ，采用的電阻 為0.OlQ~IOKQ，串聯(lián)電阻選用標(biāo)稱(chēng)值為1、2、2、5的四個(gè)基數(shù)、且數(shù)量級(jí)W ={0.01，0.1，1， 10，100，1000，10000}的25個(gè)電陽(yáng)巧立.M= 1，2，……，25。該實(shí)施例優(yōu)化電阻網(wǎng)絡(luò)的電阻組合
方式的方法是：
[0036] (1)定義由馬組成的矩巧 - X74分別對(duì)應(yīng)于 馬，...，馬，X對(duì)應(yīng)的標(biāo)稱(chēng)值式 ，Kni= [Knil， Kni2，Kni3，Kni4];
[0037] (2)由編建立理想輸出方程Ra= E (S1 X Kni4，S2 X Kni3，S3 X Kni2，S4 X Kni 1 X W，其 中，SI、S2、S3、S4分別為I、2、2、5，依據(jù)理想輸出方程對(duì)電阻組合進(jìn)行編碼，建立如表1所示 的電阻組合編碼表；
[0038] (3)根據(jù)廣度優(yōu)先捜索方法得到所有電阻組合方式的矩陣U= [Ni,N2，N3, ...， Nj,...];
[0039] (4)定義 F(N) =min(f (Nj)-R)
，.根據(jù) 深度捜索方法依次捜索矩陣U，得到f (Nj) -R的最小值，相應(yīng)的f (Nj)為頗輸出，對(duì)Nj中的元素依 據(jù)電阻組合編碼表進(jìn)行解碼，即得到最優(yōu)電阻組合方式N。
[0040] 表1實(shí)施例一電阻組合編碼
[0041]
[0042] 實(shí)施例二
[0043] 設(shè)定無(wú)源電阻發(fā)生器的輸出范圍為1.OQ~1.OMQ、分辨力為0.IQ，串聯(lián)電阻選 用標(biāo)稱(chēng)值為1、2、4、8的四個(gè)基數(shù)、且數(shù)量級(jí) W= {0.01，0.1，1，10,100,1000,10000,100000} 的32個(gè)電阻，2,……，32。該實(shí)施例優(yōu)化電阻網(wǎng)絡(luò)的電阻組合方式的方法是：
[0044] (1)定義由巧村組成的矩陣）
Xll、X21~X84分別對(duì)應(yīng)于 馬，…，馬，X對(duì)應(yīng)的標(biāo)稱(chēng)值為，Kni = 比 nil，Kni2，Kni3，Kni4];
[0045] (2)由編建立理想輸出方程Ra= E (S1 X Kni4，S2 X Kni3，S3 X Kni2，S4 X Kni 1) X W，其 中，SI、S2、S3、S4分別為I、2、4、8，依據(jù)理想輸出方程對(duì)電阻組合進(jìn)行編碼，建立如表2所示 的電阻組合編碼表；
[0046] 表2實(shí)施例二電阻組合編碼 「nrM~7l
[004引（3)根據(jù)廣度優(yōu)先捜索方法得到所有電阻組合方式的矩陣U= [Ni,N2，N3, ...， N j，...];
[0049] (4)定義F(N) =min(f (Nj)-R)，
，根據(jù) 深度捜索方法依次捜索矩陣U，得到f (Nj)-R的最小值，相應(yīng)的f (Nj)為嚇觸，對(duì)N沖的元素依 據(jù)電阻組合編碼表進(jìn)行解碼，即得到最優(yōu)電阻組合方式N。
[0050] 下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本實(shí)用新型的效果。
[0051] 首先對(duì)系統(tǒng)初始校準(zhǔn)，采用精度為日1/2的Aligent 34401A高精度萬(wàn)用表作為電阻 測(cè)量單元，W開(kāi)爾文四線電阻測(cè)量方式多次測(cè)量電阻網(wǎng)絡(luò)中各電阻的阻值，求其平均值，最 小化測(cè)量引線、測(cè)量觸點(diǎn)電阻的影響W保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。系統(tǒng)初始校準(zhǔn)執(zhí)行一次后，電阻 發(fā)生器即可正常工作。為保證電阻發(fā)生器的精度不受器件老化的影響，使用過(guò)程中可根據(jù) 電阻及繼電器老化狀況定期執(zhí)行校準(zhǔn)過(guò)程，W保證本電阻器的魯棒性。
[0052] 實(shí)驗(yàn)在室溫下進(jìn)行，主控單元主頻為72MHz，電阻網(wǎng)絡(luò)中采用精度為千分之一、低 溫度系數(shù)的25個(gè)電阻。采用實(shí)施例一，實(shí)驗(yàn)抽取1.0 Q~20KQ范圍內(nèi)的10000個(gè)預(yù)置電阻值 作為實(shí)驗(yàn)樣本，按照電阻輸出流程依次輸出最優(yōu)電阻組合，同時(shí)控制34401A采用開(kāi)爾文四 線方式測(cè)量各最優(yōu)電阻組合的輸出值，將測(cè)量結(jié)果及預(yù)輸出值通過(guò)波特率為9600bps的串 口發(fā)送至上位機(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，預(yù)置電阻值與實(shí)際輸出值在輸出范圍內(nèi)的相 對(duì)誤差如表3所示。
[0化3] 表3相對(duì)誤差表
[0化4]
[0055]在表3中，第二列的預(yù)置電阻值R與實(shí)際輸出值（ERi)讀的相對(duì)誤差為電阻器在輸 出范圍內(nèi)的總體相對(duì)誤差，第=列顯示了按本實(shí)用新型最優(yōu)電阻組合確定方法產(chǎn)生的預(yù)輸 出電阻值R5I觸和預(yù)置電阻值R的相對(duì)誤差，按本實(shí)用新型硬件誤差補(bǔ)償方法確定的預(yù)輸出 最大絕對(duì)誤差為±0.008 0。實(shí)驗(yàn)表明，本實(shí)用新型的無(wú)源電阻發(fā)生器在實(shí)現(xiàn)1.0 Q~20.OK Q的輸出范圍、0.1 Q分辨力的技術(shù)指標(biāo)下，輸出誤差優(yōu)于±0.09 Q，輸出響應(yīng)時(shí)間小于 8ms，其中繼電器響應(yīng)時(shí)間約為4ms，采用硬件誤差補(bǔ)償方法確定最優(yōu)電阻組合方式的執(zhí)行 時(shí)間約為3.6ms。本實(shí)用新型能夠滿足實(shí)際使用中對(duì)無(wú)源電阻器的精度要求，具有較強(qiáng)的魯 棒性和實(shí)用性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種補(bǔ)償硬件誤差影響的高精度無(wú)源電阻發(fā)生器，其特征在于，包括主控單元、連接 主控單元的電阻網(wǎng)絡(luò)和電阻測(cè)量單元，所述電阻網(wǎng)絡(luò)包括Μ個(gè)串聯(lián)電阻、與各電阻對(duì)應(yīng)并聯(lián) 的Μ個(gè)常閉繼電器和控制相應(yīng)繼電器開(kāi)閉的Μ個(gè)繼電器驅(qū)動(dòng)電路，繼電器驅(qū)動(dòng)電路連接主控 單元，主控單元接收電阻測(cè)量單元測(cè)量的電阻網(wǎng)絡(luò)中各電阻的阻值，并通過(guò)繼電器驅(qū)動(dòng)電 路控制相應(yīng)繼電器開(kāi)閉，將對(duì)應(yīng)并聯(lián)的電阻置于開(kāi)路或短路狀態(tài)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種補(bǔ)償硬件誤差影響的高精度無(wú)源電阻發(fā)生器，其特征在 于，所述無(wú)源電阻發(fā)生器還包括與主控單元連接的顯示單元。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種補(bǔ)償硬件誤差影響的高精度無(wú)源電阻發(fā)生器，其特征在 于，所述無(wú)源電阻發(fā)生器還包括與主控單元連接的存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)電阻測(cè)量單元測(cè)量的電 阻網(wǎng)絡(luò)阻值。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種補(bǔ)償硬件誤差影響的高精度無(wú)源電阻發(fā)生器，其特征在 于，所述電阻網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)電阻采用標(biāo)稱(chēng)值能夠組合成為1~10之內(nèi)任意自然數(shù)的四個(gè)基數(shù)、 多個(gè)數(shù)量級(jí)的Μ個(gè)電阻。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種補(bǔ)償硬件誤差影響的高精度無(wú)源電阻發(fā)生器，其特征在 于，所述串聯(lián)電阻采用標(biāo)稱(chēng)值為1、2、2、5或1、2、4、8的四個(gè)基數(shù)，數(shù)量級(jí)W=l〇1^M個(gè)電阻，t =......-2，-1，0，1，2，3 〇6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種補(bǔ)償硬件誤差影響的高精度無(wú)源電阻發(fā)生器，其特征在 于，所述電阻測(cè)量單元是萬(wàn)用表。
【文檔編號(hào)】H01C10/04GK205582652SQ201620410215
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】徐巧玉, 王紅梅, 王軍委, 毛鵬, 趙知春
【申請(qǐng)人】洛陽(yáng)銀杏科技有限公司