3.2 A/D轉(zhuǎn)換與單片機(jī)系統(tǒng)
由于測(cè)試量程要達(dá)100毫歐、分辨率要小于0.1毫歐，所以A/D轉(zhuǎn)換器的二進(jìn)制編碼數(shù)至少要達(dá)到1000個(gè)，相當(dāng)于10位的A/D轉(zhuǎn)換器。考慮到噪聲的影響以及A/D轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器ADS7809。設(shè)定其輸入量程為10V，則分辨率為0.1525mV。當(dāng)被測(cè)量的電阻最大值為100毫歐，恒流源電流為1A時(shí)，被測(cè)電阻上的壓降為0.1V。為提高測(cè)試的精度，將此信號(hào)放大100倍達(dá)到10V，則理論上0.1毫歐的電阻可產(chǎn)生10mV的電壓降，A/D轉(zhuǎn)換后的讀數(shù)可達(dá)65LSB，可充分保證測(cè)量的精度。
圖3 精密擴(kuò)展恒流源電路
4 關(guān)鍵誤差的消除
4.1 硬件濾波電路
由于機(jī)體是一個(gè)大的導(dǎo)體，其感應(yīng)的干擾信號(hào)很強(qiáng)，機(jī)上設(shè)備工作時(shí)也會(huì)產(chǎn)生較大的干擾。而機(jī)體電阻是一個(gè)比較穩(wěn)定的值，在恒流源的激勵(lì)下產(chǎn)生的電壓信號(hào)是比較穩(wěn)定的信號(hào)，理論上近似如直流。因此在將測(cè)量信號(hào)加到A/D轉(zhuǎn)換器之前先經(jīng)過一個(gè)有源低通濾波器，設(shè)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(jìn)一步提高系統(tǒng)抗干擾和噪聲的能力，保證測(cè)試的精度，對(duì)獲得的測(cè)量值進(jìn)行數(shù)字濾波處理，即進(jìn)行256次測(cè)量后取平均值。經(jīng)過軟、硬件濾波處理后的系統(tǒng)誤差僅僅±1LSB。
4.3 測(cè)試連接線及其與機(jī)上測(cè)試點(diǎn)隨機(jī)接觸電阻的消除
恒流源電流流經(jīng)的系統(tǒng)內(nèi)部線路電阻和連接飛機(jī)的測(cè)試導(dǎo)線的導(dǎo)線電阻可達(dá)三十幾毫歐，可作為系統(tǒng)常數(shù)誤差予以消除。
難以消除的誤差是隨機(jī)誤差，來自于測(cè)試線路與機(jī)上連接點(diǎn)的隨機(jī)接觸電阻。每次測(cè)量時(shí)，擰緊測(cè)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(jī)的，變化范圍可達(dá)幾個(gè)毫歐。為此采用如圖4所示的測(cè)試連接電路予以消除。
圖4 消除隨機(jī)誤差的測(cè)試連接圖
測(cè)試原理是四線測(cè)試法。選擇L1~L4四根導(dǎo)線為相同導(dǎo)線電阻的鍍銀導(dǎo)線。M1、M2為機(jī)上測(cè)試連接點(diǎn)。在同一個(gè)測(cè)試點(diǎn)上擰緊兩根測(cè)試線，L1和L2，L3和L4。導(dǎo)線的另一端接至測(cè)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(dòng)連接活動(dòng)鍍金接線片的辦法，構(gòu)成三種測(cè)試狀態(tài)：R+接T1、R—接N1，測(cè)量出L1、L2及接觸點(diǎn)M1的接觸電阻；R+接N2、R—接T2，測(cè)量出L3、L4及接觸點(diǎn)M2的接觸電阻。將這兩個(gè)電阻值取平均值作為測(cè)試線路的系統(tǒng)誤差。最后測(cè)出R+接N2、R—接N1的電阻值，減去上述測(cè)得的測(cè)試線路系統(tǒng)誤差，即得到機(jī)體電阻值。
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