[发明专利]基于FPGA的高精度电阻校准系统及采用该系统实现的电阻校准方法

摘要

基于FPGA的高精度电阻校准系统及采用该系统实现的电阻校准方法，属于电阻校准领域。解决了现有输出线性可调电阻的电阻校准系统结构复杂、精度和灵活性低的问题。它包括输入缓冲电路、数模转换电路、FPGA处理器、上位机和电源；FPGA处理器，根据上位机发出的指令信号，控制输入缓冲电路进行量程切换，还用于发出数字量控制信号对数模转换电路输出电压的幅值进行控制；所述的输入缓冲电路，用于将被侧仪器输出的激励电流信号转化为数字电压信号，数模转换电路，用于对接收的数字电压信号转化为模拟电压信号。本发明主要用于校准数字万用表等测量仪器的欧姆档。

主权项

1.基于FPGA的高精度电阻校准系统，包括输入缓冲电路(1)、数模转换电路(2)、FPGA处理器(3)、上位机(4)和电源(5)；FPGA处理器(3)，根据上位机(4)发出的指令信号，控制输入缓冲电路(1)进行量程切换，还用于发出数字量控制信号对数模转换电路(2)输出电压的幅值进行控制；所述的输入缓冲电路(1)，用于将被侧仪器输出的激励电流信号转化为数字电压信号，数模转换电路(2)，用于对接收的数字电压信号转化为模拟电压信号；电源(5)，用于对输入缓冲电路(1)、数模转换电路(2)和FPGA处理器(3)进行供电；其特征在于，所述的输入缓冲电路(1)包括3个输入缓冲模块，3个输入缓冲模块的结构相同，分别定义为低量程输入缓冲模块、中量程输入缓冲模块和高量程输入缓冲模块；每个输入缓冲模块包括继电器组(1‑1)、放大器(U1)、电阻R1、电阻R2、电阻Rref1、电阻Rref2、电阻Rref3和电阻Rref4，且每个输入缓冲模块中电阻Rref1、电阻Rref2、电阻Rref3和电阻Rref4的阻值不同；继电器组(1‑1)的控制端用于接收FPGA处理器(3)输出的量程切换信号；继电器组(1‑1)的电流输入端用于接收被侧仪器输出的电流信号；继电器组(1‑1)的电压信号输出端与放大器(U1)的同相输入端连接，放大器(U1)的反相输入端同时与电阻R1的一端和电阻R2的一端连接，电阻R1的另一端接电源地，电阻R2的另一端与放大器(U1)的电压信号输出端连接，并作为输入缓冲模块的电压信号出端；继电器组(1‑1)的第一量程切换端子与电阻Rref1的一端连接，继电器组(1‑1)的第二量程切换端子与电阻Rref2的一端连接，继电器组(1‑1)的第三量程切换端子与电阻Rref3的一端连接，继电器组(1‑1)的第四量程切换端子与电阻Rref4的一端连接，电阻Rref1的另一端与电阻Rref2的另一端、电阻Rref3的另一端和电阻Rref4的另一端同时接电源地。