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测量仪表相关技术文章满足较高精度电阻测量仪表校正要求的电阻设计
在校准仪中经常需要自动输出人们所需的精密电阻值,以取代精密电阻箱、电位器。把电阻箱改成了由继电阻切换可输出所需阻值,但其体积大且串接了继电器接触电阻。用数字电位器通过切换半导体电阻来得到可变的阻址,由于串入较大开关导通电阻且温度稳定性差,无法获得精密电阻值及高分辨率。用运放等构成单口网络,通过编程得到输入电压及电流的比值,即可获得可编程的线性电阻。这种阻抗合成技术可获得很高精度的输出电阻,如WAVETEK公司的9100型多功校准源就采用了合成电阻。
1、 电阻设计
合成电阻的电路原理图如图1所示,由输入运放、D/A转换器、模拟开关、输出运放及失调调零电路构成。施加于标准电阻一端的输入电压值经过缓冲放大、比例调节后,反馈到标准电阻的另一端,以此来控制输入电流,从而确定输入电阻值。
运算放在器A1接成电阻跟随器形式,输出电压为U10=Ui,作为D/A转换器的基准电压。D/A转换器由U1及U2复合而成,均采用电压输出型乘法转换器,使基准电压即使减小到接近零也可得到较好的比例输出。数/模转换器的传输系数K由输入数/模转换器U1、U2的数字信号决定。因此D/A转换器的输出电压为UD/A=Kui。由于A2工作于线性放大状态时两输入端嗯位相等,因此A2的反相端电压为KUi。模拟开关S1上电流为零,因此连接于通开关的标准电阻下端电压也为KUi,合成电阻的输入电流通过标准电阻及模拟开关S2全部流向运放A2的输出端。这样,施加于标准电阻上的电压为Ui-KUi,电流为Ii=(Ui-KUi)/Rs。由于运放A1的同样输入电流为零,则对输入端来讲,可得合成电阻R=Ui/Ii为: