3.2 A/D轉換與單片機系統(tǒng) 由于測試量程要達100毫歐、分辨率要小于0.1毫歐,所以A/D轉換器的二進制編碼數至少要達到1000個,相當于10位的A/D轉換器?紤]到噪聲的影響以及A/D轉換器的差分非線性DNL、積分非線性NL和量化誤差LSB,選擇16位的串行接口A/D轉換器ADS7809。設定其輸入量程為10V,則分辨率為0.1525mV。當被測量的電阻最大值為100毫歐,恒流源電流為1A時,被測電阻上的壓降為0.1V。為提高測試的精度,將此信號放大100倍達到10V,則理論上0.1毫歐的電阻可產生10mV的電壓降,A/D轉換后的讀數可達65LSB,可充分保證測量的精度。

圖3 精密擴展恒流源電路
4 關鍵誤差的消除
4.1 硬件濾波電路 由于機體是一個大的導體,其感應的干擾信號很強,機上設備工作時也會產生較大的干擾。而機體電阻是一個比較穩(wěn)定的值,在恒流源的激勵下產生的電壓信號是比較穩(wěn)定的信號,理論上近似如直流。因此在將測量信號加到A/D轉換器之前先經過一個有源低通濾波器,設定較低的截止頻率可濾除一切交流干擾。
4.2 軟件濾波
為進一步提高系統(tǒng)抗干擾和噪聲的能力,保證測試的精度,對獲得的測量值進行數字濾波處理,即進行256次測量后取平均值。經過軟、硬件濾波處理后的系統(tǒng)誤差僅僅±1LSB。
4.3 測試連接線及其與機上測試點隨機接觸電阻的消除
恒流源電流流經的系統(tǒng)內部線路電阻和連接飛機的測試導線的導線電阻可達三十幾毫歐,可作為系統(tǒng)常數誤差予以消除。 難以消除的誤差是隨機誤差,來自于測試線路與機上連接點的隨機接觸電阻。每次測量時,擰緊測試線的力度不同、接觸表面的清潔度不同,其接觸電阻完全是隨機的,變化范圍可達幾個毫歐。為此采用如圖4所示的測試連接電路予以消除。

圖4 消除隨機誤差的測試連接圖
測試原理是四線測試法。選擇L1~L4四根導線為相同導線電阻的鍍銀導線。M1、M2為機上測試連接點。在同一個測試點上擰緊兩根測試線,L1和L2,L3和L4。導線的另一端接至測試接線盒的接觸電阻小于0.05毫歐的φ6鍍金接線柱。采用手動連接活動鍍金接線片的辦法,構成三種測試狀態(tài):R+接T1、R—接N1,測量出L1、L2及接觸點M1的接觸電阻;R+接N2、R—接T2,測量出L3、L4及接觸點M2的接觸電阻。將這兩個電阻值取平均值作為測試線路的系統(tǒng)誤差。最后測出R+接N2、R—接N1的電阻值,減去上述測得的測試線路系統(tǒng)誤差,即得到機體電阻值。
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