專利名稱：一種適用于鉑熱電阻模擬板的輸出電阻的制作方法
技術領域：
本發明涉及測試、測量領域，具體來說，是一種適用于鉬熱電阻模擬板的輸出電阻。
背景技術：
隨著PXI總線技術在測試、測量領域的廣泛應用，許多PXI模塊和系統被開發出來以滿足不同用戶的需求。目前市場上有多家公司提供了基于PXI總線技術的鉬熱電阻模擬板，如Pickering的40-262等，但是其輸出電阻由大量的控制開關和不同阻值的固定電阻組成，如圖I所示，通過控制開關的開啟和閉合，調整輸出電阻的大小；又如泛華測控公司的PXI-3110，受其輸出電阻結構，板卡面積的限制，其僅能提供2個通道的輸出電阻，無法滿足客戶對更多通道輸出電阻的需求。因此，可見鉬熱電阻模擬板輸出電阻的結構復雜，占用的面積較大，價格較高，使鉬熱電阻模擬板中的輸出電阻設置數量受到限制。
發明內容針對現有技術的不足，本發明提出一種適用于鉬熱電阻模擬板的輸出電阻，包括電阻R、數字電位器、DC-DC轉換器與數字隔離器；其中，數字電位器為η個，η > 2 ;n個數字電位器間并聯后再與電阻R并聯。η個數字電位器與數字隔離器相連，且η個數字電位器與數字隔離器均與DC-DC轉換器相連。為了實現高精度低溫漂的模擬鉬熱電阻輸出，選用了 10位的數字電位器AD5270，電阻R采用124歐阻值、O. 1%精度，IOppm溫漂的高精密電阻。本實用新型的優點在于I、本實用新型輸出電阻結構簡單、精度高，體積小，在鉬熱電阻模擬板中設置的個數易于擴展；2、本實用新型輸出電阻采用數字隔離器對數字信號與模擬信號間進行隔離以保護上位機免受現場異常信號的干擾；3、本實用新型輸出電阻模塊在不改變數字電位器的情況下，通過更換電阻，可以輕松調整輸出電阻的輸出范圍，但不影響輸出電阻的精度
圖I為現有鉬熱電阻模擬板輸出電阻結構示意圖；圖2為實用新型輸出電阻結構框圖；圖3為本實用新型輸出電阻進行多次輸出電阻模塊的有效性測試結果圖。
具體實施方式
本實用新型輸出電阻由電阻R、數字電位器、DC-DC轉換器(直流轉直流電源)與數字隔離器構成，如圖2所示。[0013]其中，數字電位器為η個，η彡2;η個數字電位器間并聯后再與電阻R并聯，由此η個數字電位器通過數字信號控制電阻R的阻值變化。從而減小了 η個數字電位器步長對輸出電阻輸出精度的影響，實現了高精度低溫漂的模擬鉬熱電阻輸出；且在不改變數字電位器的情況下，通過更換電阻R，可以輕松調整輸出電阻的輸出范圍，但不影響輸出電阻的精度。所述η個數字電位器均采用至少10位的數字電位器，由此可保證輸出電阻的電阻輸出精度。由于相互并聯的數字電位器個數影會影響輸出電阻的電阻輸出精度以及范圍，同時考慮到輸出電阻的體積與成本，因此本實用新型輸出電阻的電阻輸出精度與范圍的前提下，采用兩個10位的AD5270數字電位器并聯后與電阻R并聯。AD5270數字電位器電阻R的最大輸出阻值為20ΚΩ，具有1%電阻誤差，溫度系數為5ppm/° C，由此可在保證輸出電阻的電阻輸出精度的同時，還可使輸出電阻具有較快的響應。本實用新型中電阻R的阻值為124歐，O. 1%精度，IOppm溫漂的高精密電阻。η個數字電位器與數字隔離器相連、通過數字隔離器(高速數字隔離器件)與鉬熱電阻模擬板中的數字部分相連，通過數字隔離器防止模擬信號對數字信號的造成影響，損 害，從而保護上位機免受現場異常信號的干擾。η個數字電位器與數字隔離器均與DC-DC轉換器相連，通過DC-DC為輸出電阻供電。由于數字電位器價格低，體積小，溫漂小，精度高，因此使輸出電阻價格低、體積小、溫漂小，精度高，由此大大節約的制作成本，同時根據需要可在總線板卡上設置多個輸出電阻，占用的空間較小，大大的縮小了整個鉬熱電阻模擬器的體積。本實用型中輸出電阻采用4線制電阻接口連接外部儀器，由此可排除用戶連接線纜的電阻對輸出電阻的影響。如果采用2線制電阻接口，則無法消除連接線纜的影響，用戶需要自己校準連接線纜的影響。通過連接器J5與外部儀器連接，用來實現高精度低溫漂的模擬鉬熱電阻輸出，滿足用戶對可編程模擬鉬熱電阻的需求。本實用新型本中輸出電阻的輸出阻值和數字電位器的關系為Z = 1/(1/X+1/Y+1/R)(I)Z為輸出阻值，X為數字電位器阻值，Y為電位器阻值，R為與數字電位器并聯電阻阻值。令Z = 1/Ρ、P = 1/X+1/Y+1/R，則根據誤差傳遞方法可得到E1 =-γτ⑵
_4] 4=_(”魯)(3)其中，Ez、Ep、Ex、EY、Ee分別為 Ζ，P，X，Y，R 的絕對誤差。將式(2)、(3)合并，可得到輸出阻值的絕對誤差公式 其中，I、f、f分別為數字電位器和并聯固定電阻的相對誤差，即元器件的固有參數。以本文的實際電路為例其數值分別為1%，1%，0. 1%。假設EKX、EKY、EKK分別為X，Y，R的相對誤差，則可得到
_] 卜 (士 H).·⑷+ &■)(5)由公式(5)可知I、輸出電阻的絕對誤差和輸出電阻的阻值得平方成反比關系；2、輸出電阻的絕對誤差隨著X，Y的變大逐漸變小；3、更換具有相同精度，不同阻值的并聯電阻R，對輸出電阻的誤差影響很小。因此，當X，Y的數值遠大于Z時，輸出電阻的絕對誤差將非常小。以Χ=10000Ω，Y=IOOOO Ω，R=124Q為例，其絕對誤差約為7. 5X10-5。通過對本實用新型輸出電阻進行多次測試以驗證輸出電阻的有效性，測試結果如 圖3所示，圖中輸出電阻的期望值為10(Γ122Ω，測量間距為O. 2Ω ;由圖3可以看出，隨著輸出電阻阻值變大，誤差數值快速減小，實驗結果和理論分析保持一致。雖然輸出電阻阻值較小時輸出電阻的誤差較大，但其誤差數值小于O. 25 Ω，依然具有很高的精度。圖3的數據證明了本實用新型中輸出電阻的設計具有很高的精度，驗證了輸出電阻模塊的有效性。
權利要求1.一種適用于鉬熱電阻模擬板的輸出電阻，其特征在于包括電阻R、數字電位器、DC-DC轉換器與數字隔離器； 其中，數字電位器為η個，η > 2 ;n個數字電位器間并聯后再與電阻R并聯；n個數字電位器與數字隔離器相連，且η個數字電位器與數字隔離器均與DC-DC轉換器相連。
2.如權利要求I所述一種適用于鉬熱電阻模擬板的輸出電阻，其特征在于所述數字電位器為2個。
3.如權利要求I所述一種適用于鉬熱電阻模擬板的輸出電阻，其特征在于所述數字電位器為至少10位的數字電位器。
4.如權利要求I所述一種適用于鉬熱電阻模擬板的輸出電阻，其特征在于所述數字電位器為10位AD5270數字電位器。
5.如權利要求I所述一種適用于鉬熱電阻模擬板的輸出電阻，其特征在于所述電阻R為124歐阻值，O. 1%精度，IOppm溫漂的高精密電阻。
6.如權利要求I所述一種適用于鉬熱電阻模擬板的輸出電阻，其特征在于所述輸出電阻采用4線制電阻接口連接外部儀器。
專利摘要本實用新型公開一種適用于鉑熱電阻模擬板的輸出電阻，包括電阻R、數字電位器、DC-DC轉換器與數字隔離器；其中，數字電位器為n個，n≥2；n個數字電位器間并聯后再與電阻R并聯；n個數字電位器與數字隔離器相連，且n個數字電位器與數字隔離器均與DC-DC轉換器相連。為了實現高精度低溫漂的模擬鉑熱電阻輸出，選用了10位的數字電位器AD5270，電阻R采用124歐阻值、0.1%精度，10ppm溫漂的高精密電阻。由于數字電位器價格低，體積小，溫漂小，因此輸出電阻也具有價格低、體積小、溫漂小等優點。
文檔編號G01K15/00GK202599568SQ20122029586
公開日2012年12月12日 申請日期2012年6月19日 優先權日2012年6月19日
發明者韓小兵, 魏勇, 戚朝暉, 岳世鋒, 張新, 吳秀峰, 唐穎倩, 韓慧媛, 吳飛, 盧俊娥, 楊緒達, 呂建民, 鄭海源, 李菲 申請人:北京康拓科技有限公司