[发明专利]一种引线电阻消除的电阻信号源及其电阻测量电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电阻信号源，特别涉及一种引线电阻消除的电阻信号源及其电阻测量系统。

背景技术

任何导线都有电阻，材质和截面积相同的导线，长度越长，其电阻越大，当这段导线作为引线用于传递信号时，其自身的电阻即为引线电阻。引线电阻的影响在AD采样过程中是不可忽视的，大到一定程度时，若不消除引线的电阻，会影响电阻采样的精度，造成信号测量的误差。普通的电阻信号源，如PT100，电阻箱，精密电阻等，当接入电阻过大的引线后，会引起电阻测量的偏差。

传统的电阻测量方法有以下两种：一、三线制测电阻：分两步执行，首先测出总电阻（即被测电阻与引线电阻之和），然后再测出引线电阻，通过软件计算将总电阻阻值减去引线电阻得到被测电阻的最终电阻值，前提是三根引线的电阻值要一致；二、四线制测电阻：两条附加测试线提供恒定电流，另两条测试线测量被测电阻的电压降，在电压表输入阻抗足够高的情况下，电流几乎不流过电压表，这样就可以精确测量被测电阻上的压降，通过计算得出电阻值。

对于三线制来说，需要通过软件配合进行多次采样，相对于单次采样来说采样时间会变长，特别是对于高速采样来说会有一定的局限性；对于四线制来说，需要四个端子的配合，两个作为激励，两个用于测量，接线复杂，也需要软件的配合来完成。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种引线电阻消除的电阻信号源及电阻测量系统，通过内部电路设计自行消除了引线电阻，只需二线制测量，解决现有电阻测量技术中接线复杂、采样时间长等缺点。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种引线电阻消除的电阻信号源，其包括：标准电阻、第一压控电压源、第二压控电压源。

其中：所述标准电阻两端分别连接第一连接线和第二连接线，第一连接线和第二连接线的自由端为第一接口和第二接口；

所述第一压控电压源的反相输入端和所述第二压控电压源的反相输入端为自由端，分别为第三接口和第四接口；

所述第一压控电压源的正相输入端连接所述第一连接线的自由端，输出端连接所述第一连接线的另一端；所述第二压控电压源的正相输入端连接所述第二连接线的自由端，输出端连接所述第一连接线的另一端或所述第二连接线的另一端；或

所述第一压控电压源的正相输入端连接所述第一连接线的自由端，输出端连接所述第二连接线的另一端，所述第二压控电压源的正相输入端连接所述第二连接线的自由端，输出端连接所述第二连接线的另一端；

所述第一压控电源以及所述第二压控电源的放大倍数为-1。

较佳地，所述第一压控电压源的输入阻抗和/或所述第二压控电压源的输入阻抗大于10，输入阻抗足够大，能够确保对引线电阻的压降完全抵消。

较佳地，所述第一压控电压源包括：第一高精度仪表放大器及其外围电路，所述标准电阻的一端与所述第一高精度仪表放大器的输出端相连。

较佳地，所述第二压控电压源包括：第二高精度仪表放大器及其外围电路，所述标准电阻的另一端与所述第二高精度仪表放大器的输出端相连，高精度仪表放大器，转换精度足够高，能够进一步保证对引线电阻的压降完全消除。

较佳地，所述第一高精度仪表放大器和/或所述第二高精度仪表放大器的型号为LTC2053，其具备双电源供电，超低失调电压、超低温漂等特性，能够有效抵消引线电阻的压降。

较佳地，所述第一压控电压源通过地线与所述标准电阻相连，所述第一压控电压源的输出端通过地线与所述标准电阻相连。

较佳地，所述第二压控电压源通过地线与所述标准电阻相连，所述第二压控电压源的输出端通过地线与所述标准电阻相连，能够节省连线，简化结构。

本发明还提供一种引线电阻消除的电阻信号源的电阻测量系统，其包括：如上所述的电阻信号源以及测量设备。其中：所述测量设备的一端通过第一引线与所述第一接口相连，另一端通过第二引线与第二接口相连；所述第三接口通过第三引线与所述第一引线的靠近测量设备的一端相连；所述第四接口通过第四引线与所述第二引线的靠近测量设备的一端相连。

将第一压控电压源的放大倍数设定为-1，其正好消除了第一引线电阻所产生的压降，同理第二压控电源也正好消除了第二引线电阻所产生的压降。因此，测量设备两端采集到的电压，即为标准电阻通过激励电流所产生的压降，达到了消除引线电阻的目的。