[发明专利]一种改进的微型阻抗测量自校准算法和装置

权利要求书

1.一种改进的微型阻抗测量自校准算法，其特征在于，包括：

对待测电阻的测量数据按照阻抗修正公式进行修正，把所有修正后的数据按照所使用的反馈电阻值的大小进行从小到大排列；

分别计算每相邻的两组修正后的测量数据的幅值相对误差随反馈电阻值的变化率和曲线形状相对误差随反馈电阻值的变化率；

选出幅值相对误差随反馈电阻值的变化率最小的四个电阻，构成候选电阻区间RI1，并根据幅值相对误差随电阻值的变化率的相对大小计算每个电阻的第一得分；选出曲线形状相对误差随电阻值的变化率最小的四个电阻，构成候选电阻区间RI2，并根据曲线形状相对误差随电阻值的变化率的相对大小计算每个电阻的第二得分；

将选出的候选电阻区间RI1和候选电阻区间RI2取并集构成候选电阻区间RI，把候选电阻区间RI中的每个电阻在幅值相对误差变化率下的第一得分和曲线形状相对误差变化率下的第二得分进行求和；

挑选求和后的得分最高的电阻作为最佳反馈电阻。

2.根据权利要求1所述的改进的微型阻抗测量自校准算法，其特征在于，判断所挑选出来的最佳反馈电阻是否唯一，若所求和后的得分最高的电阻个数不唯一，方法还包括：

挑选多个最佳反馈电阻中，相应电阻值与候选电阻区间RI中心位置的电阻值最接近的电阻。

3.根据权利要求1所述的改进的微型阻抗测量自校准算法，其特征在于，所述对测量数据按照阻抗修正公式进行修正，包括校准阶段和测量阶段，具体的：

在校准阶段中，与反馈电阻R_FB连接电阻值相等的校准电阻R_cal，采集得到的校准电阻的第一实部值R_校和第一虚部值I_校，根据计算得到校准电阻的模值M_校，计算增益系数GF和系统相位θ_system；

在测量阶段中，将所述校准电阻替换为待测物体，然后采集返回的第二实部值R_测和第二虚部值I_测，计算得到待测物体的幅值M_测，使用增益系数GF对阻抗模值M_测进行修正，以及使用系统相位θ_system对待测物体的阻抗相位进行修正。

4.根据权利要求3所述的改进的微型阻抗测量自校准算法，其特征在于，计算增益系数GF和系统相位θ_system，计算公式如下：

GF=(1/R_cal)/M_校；

θ_system=arctan(I_校/R_校)×180°/π；

R_cal为校准电阻的电阻值，为已知值；，为校准阶段测得的校准电阻的阻抗模值；I_校为校准阶段测得的校准电阻的阻抗虚部，R_校为校准阶段测得的校准电阻的阻抗实部。

5.根据权利要求4所述的改进的微型阻抗测量自校准算法，其特征在于，使用增益系数GF对阻抗模值M_测进行修正得到修正后阻抗幅值Z，具体修正公式为：

Z=(1/GF)/M_测=(M_校×R_cal)M_测；

其中，，为测量阶段测得的待测物体的阻抗模值；Z为使用增益系数GF对阻抗模值M_测进行修正后的待测物体的阻抗幅值；I_测为测量阶段测得的待测物体的阻抗虚部；R_测为测量阶段测得的待测物体的阻抗实部。