[發明專利]一種N×M維電阻網絡測量裝置

有效

• 申請號: 201310557056.2
• 申請日: 2013-11-11
• 公開（公告）號: CN103675470A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 馮丹;孫曉楓;劉鑫虎;石冬生;王雪濤;高益軍
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G01R27/28
• 分類號: G01R27/28
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 褚鵬蛟

技術領域

本發明屬于精密電阻測量領域。

背景技術

通過長線纜測試精密電阻時，線纜的阻抗會對測試結果造成影響。為避免線纜對測試的影響，通常采用四線制測試精密電阻[1-3]。四線制將電阻測量的兩條回路分為動力引線和傳感引線。通過恒流源給動力引線注入電流使電阻上出現壓降；在高阻抗的傳感引線上通過高倍放大和精密測量線路測量電阻壓降，可測量未引入導線干擾的電阻阻值。本四線制測試方法適用于高精度、穩定性和一致性好的精密溫度測量領域。

[1]一種利用鉑電阻測量的高精度溫度測量裝置，CN200920109994.5，中國科學院空間科學與應用研究中心；

[2]一種高精度鉑電阻阻值自動測試裝置，CN201120325724.5，中國電子科技集團公司第四十九研究所；

[3]一種利用鉑電阻測量的高精度溫度測量裝置，CN200920109994.5，中國科學院空間科學與應用研究中心；

[4]一種利用雙恒流源三線測量溫度鉑電阻的電路，CN201120288667.8，長春氣象儀器研究所有限責任公司。

但是四線制測量具有電路復雜、線纜多和成本高的局限，因此[4]文獻采用三線制四線制通用的方式，測試精密電阻，降低了電阻測量的成本。

衛星新研的離子電推進線路大量采用精密的Pt電阻作為測溫傳感器。Pt電阻具有精密、變化率小的特點（0.3851Ω/℃），受電纜阻抗（0.2Ω-3Ω）影響較大，需要星載電路采用四線制測電阻方法，對每路Pt電阻提供恒流源及高倍放大電路。當推進大量采用Pt電阻作為測溫敏感器時，需要采集的Pt電阻路數較多，需要消耗大量硬件電路資源和整星電纜。經分析，衛星離子推進的鉑電阻網絡，具有電阻數目多、電阻分組為N×M分布的特點。如果采用傳統的四線制電阻測試網絡，電纜電路成本和調試成本較高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種實現簡單、電纜數量少、成本較低的N×M（N為大于等于2的整數，M為大于等于2的整數）維電阻網絡測量裝置。

本發明包括如下技術方案：

一種N×M維電阻網絡測量裝置，包括恒流源、儀表放大電路和電壓采集電路；第一多路模擬開關、第二多路模擬開關、第三多路模擬開關和第四多路模擬開關；第一多路模擬開關、第二多路模擬開關具有N×M路模擬開關；第三多路模擬開關和第四多路模擬開關具有M路模擬開關；每N個電阻形成一個電阻網絡，共形成M個電阻網絡；每個電阻網絡中的每個電阻的一端通過導線互連并形成連接點；所述連接點通過一根電纜與第三多路模擬開關的一路相連；所述連接點通過另一根電纜與第四多路模擬開關的一路相連；每個電阻網絡中的每一個電阻的另一端通過兩根電纜分別與第一多路模擬開關的一路、第二多路模擬開關的一路相連；恒流源的一端與所述第二多路模擬開關相連，恒流源的另一端與第三多路模擬開關相連，從而形成電流源通路；第一多路模擬開關與儀表放大電路的一輸入端相連，第四多路模擬開關與儀表放大電路的另一輸入端相連，從而形成電壓測試通路；儀表放大電路的輸出端與電壓采集電路相連；通過控制四個多路模擬開關來實現N×M維電阻中的每個電阻的測試。

所述電阻為用于溫度測量的鉑電阻。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

本發明使用2×N×M+2M線纜網替代四線制測試，通過區分電壓通路和電流通路的方式避免電纜阻抗對電阻精度的影響，節省了大量電纜；采用分時切合多路模擬開關的方式給N×M個電阻分別提供單獨的電流源通路和電壓測試通路，節省大量電路面積。在原有設計基礎上將電纜數目節省了2M×(N-1)根，電路節省為原有設計的1/(N×M)，在滿足測試精度的前提下可節省大量電纜和硬件電路，降低了硬件成本和調試復雜性，性價比較高。

附圖說明

圖1為N×M（M=2）維電阻網絡測量裝示意圖。

具體實施方式

下面就結合附圖對本發明做進一步介紹。