Δm=被測量的電阻*比例誤差係數+係統常數誤差十隨機誤差
　　上式中決(jue) 定比例誤差係數的主要因素是恒流源精度、各個(ge) 環節的溫漂和增益誤差等。決(jue) 定係統常數誤差的主要因素是係統內(nei) 部線路、測試線路和各個(ge) 環節的調零。決(jue) 定隨機誤差的主要因素是隨機接觸電阻、係統噪聲和外部幹擾。
3　關(guan) 鍵電路選型
3.1　低漂移大電流精密恒流源電路

　　理論和元器件數據資料表明，以齊納二極管為(wei) 基準的精密電壓參考源的性能優(you) 於(yu) 以能帶為(wei) 基準的恒流源，因此采用高性能的精密電壓參考源間接得到需要的精密相流源。電路如圖2所示。

圖2 高精密低溫漂恒流源電路
REF102是10V精密電壓參考源，精度為(wei) ±0.0025V，溫漂為(wei) 2.5ppm/℃max，可滿足本係統電阻測量的要求。精密運算放大器作為(wei) 電壓跟隨器，使得REF102的GND端和放大器的同相端相等，即R*為(wei) 高精度、低溫漂的精密電阻，則流過RL的電流為(wei) 精密恒定電流。整個(ge) 電路等效為(wei) 恒流源電路。

　　恒流源擴展電路如圖3所示，運算放大器工作在開環狀態，由於(yu) 同相端和反相端的壓差幾乎為(wei) 零，運算放大器的偏置電流可以忽略不計，因此恒流源電流在NR上的壓降與(yu) VMOS場效應管的源極電流在R上的壓降必定相等。當選擇

　　I1=1mA,NR=999R時
　　則Is=999*I1=999mA

　　所以I0=I1+Is=1mA+999mA=1.000A
　　選擇NR、R為(wei) 高精度低溫漂電阻，為(wei) 精密運算放大器，則擴展後輸出的電流是精密恒流源。
3.2　A/D轉換與(yu) 單片機係統
　　由於(yu) 測試量程要達100毫歐、分辨率要小於(yu) 0.1毫歐，所以A/D轉換器的二進製編碼數至少要達到1000個(ge) ，相當於(yu) 10位的A/D轉換器。考慮到噪聲的影響以及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。設定其輸入量程為(wei) 10V，則分辨率為(wei) 0.1525mV。當被測量的電阻最大值為(wei) 100毫歐，恒流源電流為(wei) 1A時，被測電阻上的壓降為(wei) 0.1V。為(wei) 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(chan) 生10mV的電壓降，A/D轉換後的讀數可達65LSB，可充分保證測量的精度。

圖3 精密擴展恒流源電路
4　關(guan) 鍵誤差的消除
4.1　硬件濾波電路
　　由於(yu) 機體(ti) 是一個(ge) 大的導體(ti) ，其感應的幹擾信號很強，機上設備工作時也會(hui) 產(chan) 生較大的幹擾。而機體(ti) 電阻是一個(ge) 比較穩定的值，在恒流源的激勵下產(chan) 生的電壓信號是比較穩定的信號，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(ge) 有源低通濾波器，設定較低的截止頻率可濾除一切交流幹擾。
4.2　軟件濾波

　　為(wei) 進一步提高係統抗幹擾和噪聲的能力，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次測量後取平均值。經過軟、硬件濾波處理後的係統誤差僅(jin) 僅(jin) ±1LSB。
4.3　測試連接線及其與(yu) 機上測試點隨機接觸電阻的消除

　　恒流源電流流經的係統內(nei) 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(wei) 係統常數誤差予以消除。
　　難以消除的誤差是隨機誤差，來自於(yu) 測試線路與(yu) 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、接觸表麵的清潔度不同，其接觸電阻完全是隨機的，變化範圍可達幾個(ge) 毫歐。為(wei) 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(wei) 相同導線電阻的鍍銀導線。M1、M2為(wei) 機上測試連接點。在同一個(ge) 測試點上擰緊兩(liang) 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於(yu) 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：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(liang) 個(ge) 電阻值取平均值作為(wei) 測試線路的係統誤差。最後測出R+接N2、R―接N1的電阻值，減去上述測得的測試線路係統誤差，即得到機體(ti) 電阻值。
5　測試軟件流程圖
如圖5所示，單片機采用查詢方式響應測試鍵控。用4個(ge) 鍵對應四個(ge) 測試狀態，且及時顯示測試結果以便於(yu) 操作者判斷。程序判斷四個(ge) 電阻測試完後，自動修正各種誤差，顯示並打印出所測得的機體(ti) 電阻值，並附帶其他信息，以便於(yu) 保存和驗證。


圖5 鍵控流程圖
6　結論
針對待測電阻和測試線路的特點，設計了超高精度、超低漂移的精密恒流源，巧妙地采用了四線測試法消除了難以克服的隨機接觸電阻的影響，經過元器件的反複選型和測驗，最後達到滿足測試需求的效果。可準確地測出1厘米長的粗導線的導線電阻值。此設備已成功用於(yu) 飛機機體(ti) 電阻的測量和大功率開關(guan) 電器額定功率的檢測。