[发明专利]一种程控直流标准电阻箱及其控制方法

说明书

本发明属于电阻箱技术领域，提供了一种程控直流标准电阻箱及其控制方法，它解决了手动校准，通过手动拨盘，人工读取大功率直流标准电阻箱的示值造成的误差，其技术方案为：每个电阻档位连接一个档位开关，多个电阻档位串联连接，每个电阻档位包括多个标准电阻，所述多个标准电阻并联连接形成电阻回路；所述控制器和驱动机构连接，所述控制器用于根据输入阻值控制指令得到电阻档位所有电阻串联和并联的目标拓扑关系，根据所述拓扑关系控制驱动机构切换档位开关实现直流电阻箱阻值的变化。

技术领域

本发明属于电阻箱技术领域，尤其涉及一种程控直流标准电阻箱及其控制方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

目前，大功率标准电阻箱用于对回路电阻测试仪、直流电阻测试仪等电阻类测试仪器进行校准，要求具备高精度和高稳定性的特点。为满足校准需求，通常要求大功率电阻箱阻值范围达到(0.002～200)Ω，额定电流达到(0.1～600) A。目前，直接购买具有0.05％精度的纯电阻存在很大的困难，因此在最坏的情况下，如果某一档位中的两个电阻误差都在最大误差0.1％的情况下，该档位所在的支路电阻值的准确度可能会降低，实际的研制中，需要对电阻值进行校准才能符合应用需求。

传统大功率直流标准电阻箱多采用旋转开关机械切换接入电路中的标准电阻，实现多档位电阻功能。电阻箱内部不存在有源器件，稳定性好，抗干扰能力强。然而这种电阻箱用于校准工作时，需手工操作旋钮，难以适应自动化测试需求。近年来，市场上已出现数控大功率直流标准电阻箱，其基本原理是通过加入数控开关来替代机械旋钮开关，实现自动化控制目的。然而该方法在电阻箱内部引入了有源器件，对标准电阻的稳定性和抗干扰能力进行了破坏，导致标准电阻的准确度降低。

为保持标准电阻的测量准确性，专利CN110531295A提供了一种大功率直流标准电阻箱的自动化控制方法，由控制器输出控制信号，通过步进电机模块带动旋钮驱动机构，使得大功率直流标准电阻箱阻值设定旋钮受控旋转，从而控制大功率直流标准电阻箱阻值变化，在不改变大功率直流标准电阻箱电气结构、测量性能的前提下，解决大功率直流标准电阻箱的自动化控制难题，同时消除自动化控制部分对原有电阻测量回路的干扰。然而该方法对大功率直流标准电阻箱的每一个量程档位的机械旋钮都需要提供独立的一整套高精度机械控制回路，系统冗杂、成本高，且当电阻箱档位切换旋钮排列密集时，机械控制机构安装不便。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题，本发明的第一个方面提供一种程控直流标准电阻箱，采用电阻串联和并联的拓扑关系，通过每一档位的校准，来实现标准电阻箱各档位精度和稳定度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种程控直流标准电阻箱，包括：控制器、驱动结构、多个档位开关以及多个电阻档位；

每个电阻档位连接一个档位开关，多个电阻档位串联连接，每个电阻档位包括多个标准电阻，所述多个标准电阻并联连接形成电阻回路；

所述控制器和驱动机构连接，所述控制器用于根据输入阻值控制指令得到电阻档位所有电阻串联和并联的目标拓扑关系，根据所述拓扑关系控制驱动机构切换档位开关实现直流电阻箱阻值的变化。

作为一种实施方式，所述电阻箱还包括接线端子，所有电阻回路连接至一个接线端子，所述接线端子上设置多个插入式开关，所述驱动机构包括磁吸式继电器，所述控制器用于通过磁吸式继电器和插入式开关的吸合控制开关的通或分离控制插入式开关的断。

作为一种实施方式，每个电阻档位连接对应档位开关的导线等长。

作为一种实施方式，所述电阻箱还包括键盘模块，所述键盘模块与所述控制器的输入端连接，所述键盘输入模块具有键盘，所述键盘用于输入电阻值。

作为一种实施方式，所述标准电阻和调节电阻器采用负偏差电阻。