[发明专利]直流微电阻测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及直流微电阻测量系统，属于测量技术领域。

背景技术

接触电阻在电气技术领域中到处都有，接触电阻的阻值一般比较小，接触电阻的测量属于微电阻测量技术。

该类测量技术的基本原理为伏安法，所述伏安法又可细分为直流法、交流法和脉冲法等。

直流法中，用已知的恒定电流激励被测部件，通过放大并测量接触对电压来计算被测阻值。由于被测接触电压的动态范围很大，一般可从nV级变化至V级，因此运算放大器必须能够进行准确的放大倍率切换，以使放大后的电压位于后续模数转换电路的输入范围内；同时，当被测电阻很小时，接触电压很小，运算放大器失调电压的温度漂移（简称“温漂”）所导致的系统零点漂移就会变得不可忽略，造成测量读数不稳定和误差大。因此采用直流法测微电阻，就必须同时地解决大范围准确变倍和消除零点漂移这两个问题。

交流法中，采用交流电流激励被测部件，并用无源器件，一般采用变压器作为电压放大元件，大大减小了放大噪声。但又引入了新的问题：如果变压器采用低频变压器，低频变压器体积和重量较大，不适于测量系统小型化、便携化，如果采用高频变压器，能够缩小体积和重量，但是在高频下导体又会受到趋肤效应的影响，使实测阻值远大于实际电阻值。

脉冲法中，用一定峰值的电流脉冲激励接触对，可大大减小能耗和温升，不足之处是这种方法对脉冲峰值十分敏感，而峰值、尤其是窄峰，较难测准，因此准确性难以提高。而且，由于测量过程有瞬间大电流，因此易于对其它敏感仪器造成干扰。

发明内容

本发明为了解决现有采用直流、交流法和脉冲法测量电阻值存在的由于放大器的量程和温漂影响测量精度的问题，本发明提出了一种直流微电阻测量系统。

本发明所述的直流微电阻测量系统包括恒流源、标准检流电阻、放大器、电压跟随器、模数转换器和控制电路，恒流源用于给串联连接的待测部件和标准检流电阻提供激励电流；标准检流电阻对地的电压信号经电压跟随器采集后输出给模数转换器，经该模数转换器转换之后输出给控制电路；待测部件两端的电压经放大器采集并放大之后输出给模数转换器，经该模数转换器转换之后输出给控制电路；

控制电路中嵌入有软件模块，该软件模块包括端电压测量模块、电流测量模块和电阻计算模块；其中：

电流测量模块，用于根据电压跟随器输出的端电压U_ref和标准检流电阻的阻值R_ref计算获得测量电流值

电压测量模块，用于测量被测部件的端电压

电阻计算模块，用于根据测量电流值和端电压计算获得被测部件的电阻值Rcontact=U^contacti.]]>

上述测试系统中还可以增加模拟开关，控制电路用于控制模拟开关动作，进而实现将放大器的两个输入端连接电源地、或者将放大器的两个输入端分别连接待测部件的两端；控制电路中嵌的软件模块中的电压测量模块由下述模块组成：

正常测量模块：用于输出控制信号给模拟开关使放大器的两个输入端接被测部件的两端、测量放大器输出的电压A(U_contact+U_float)，其中U_contact为被测部件的端电压，U_float为采集电压时放大器的温漂，A为放大器的放大倍数；

误差测量模块：用于输出控制信号给模拟开关使放大器的两个输入端短路并接地、同时将放大器输出的电压AU′_float作为测量电压修正值；

修正模块：用于根据初步测量电压A(U_contact+U_float)和测量电压修正值AU′_float计算获得实际测量获得的被测部件的端电压为