一种使用非精密器件达到高精度测量电阻的方法与流程

本发明涉及精密测试技术领域，特别涉及一种使用非精密器件达到高精度测量电阻的方法。

背景技术

目前市面上的高精度测量设备都需要用到一个甚至是多个高精度的基准源，而通常类似的基准源都是价格非常的昂贵，导致生产成本额外的增加，同时电路的差异也会使基准源的输出存在差异，出现电路损耗的问题，从而影响测试的准确性，进一步的环境因素对基准源也会有相应的干扰，同时增加了维修和保养的费用。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是提供一种利用非高精度器件达到精密测量电阻的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种使用非精密器件达到高精度测量电阻的方法，其特征在于：包括恒流源和选择开关，还包括待测电阻和多个参考电阻，所述待测电阻和多个参考电阻一端通过选择开关与恒流源的正端连接，所述待测电阻和多个参考电阻的另一端均与恒流源的负端连接，使得恒流源每次只能对一个电阻提供恒流源，还包括计算机和采样模块，所述采样模块与待测电阻和多个参考电阻连接，第一参考点，第二，…,第n参考点和待测点，所述采样模块用于采样各个电阻的电压值，所述采样模块和选择开关均与计算机连接；

具体步骤为：

(1)将多个参考电阻记为r1、r2…rn，待测电阻记为r，恒流源输入电流为i，由欧姆定律，v1到vn的电压值，vn＝irn，通过对电压v的采样，可以得到采样数值，记录为a，由此可知通过多点采样v1～vn，可得到(a1，r1)，…,(an,rn)多组数据；

(2)通过已知两点，可以得知斜截式公式，y＝kx+b；

该公式k＝(r1-r2)/(a1-a2),b＝a2*(r2-r1)/(a1-a2)；y表示为电阻值，x表示为采样值；

通过所述表达式，将待测点采样值x，代入公式可以得出待测点电阻值。

进一步的是：所述(a1,r1),…,(an,rn)的数据为了提高精准度，对同一参考点，可以进行多次采样计算a值，a＝(a1+a2+…+an)/n。

进一步的是：通过均值a，可知方差s＝((a1-a)^2+…+(an-a)^2)/n；

所述方差s可知测量的精度。

进一步的是：当待测阻值为已知阻值r＝r’时，并使得参考点电阻r1＝r2…＝rn＝r’；

计算上述r1,…,rn的对应采样值a1,…,an的均值＝a；

通过上述均值和参考点电阻，得出y＝r’/a*x；

上述y为电阻值，x为采样值；

通过对待测电阻r的多次采样，计算待测电阻r的采样均值，据算得出y值；

通过上述计算得出误差范围为e＝(标准值-测试值)；

所述e可多次计算得出e1,…,en，可以得出标准误差即均方根误差值

本发明的有益效果是：本发明降低生产设备所需成本，减少环境对测量所造成的影响，达到低成本，高精度的测试效果。

附图说明

图1为图1为本公开实施例提供的一种开关电路示意图；

图2为本公开实施例提供的一种流程示意图。

图中标记为：

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1和图2所示的一种使用非精密器件达到高精度测量电阻的方法，其特征在于：包括恒流源和选择开关，所述选择开关记为k，还包括待测电阻和多个参考电阻，所述待测电阻和多个参考电阻一端通过选择开关与恒流源的正端连接，所述待测电阻和多个参考电阻的另一端均与恒流源的负端连接，使得恒流源每次只能对一个电阻提供恒流源，还包括计算机和采样模块，所述采样模块与待测电阻和多个参考电阻连接，第一参考点，第二，…,第n参考点和待测点，所述采样模块用于采样各个电阻的电压值，所述采样模块和选择开关均与计算机连接；

具体步骤为：

(1)将多个参考电阻记为r1、r2…rn，待测电阻记为r，恒流源输入电流为i，由欧姆定律，v1到vn的电压值，vn＝irn，通过对电压v的采样，可以得到采样数值，记录为a，由此可知通过多点采样v1～vn，可得到(a1，r1)，…,(an,rn)多组数据；

(2)通过已知两点，可以得知斜截式公式，y＝kx+b；

该公式k＝(r1-r2)/(a1-a2),b＝a2*(r2-r1)/(a1-a2)；y表示为电阻值，x表示为采样值；

通过所述表达式，将待测点采样值x，代入公式可以得出待测点电阻值。

在上述基础上，所述(a1,r1),…,(an,rn)的数据为了提高精准度，对同一参考点，可以进行多次采样计算a值，a＝(a1+a2+…+an)/n。

在上述基础上，通过均值a，可知方差s＝((a1-a)^2+…+(an-a)^2)/n；

所述方差s可知测量的精度。

上述方法同时可以测量已知阻值的待测物，当待测阻值为已知阻值r＝r’时，并使得参

考点电阻r1＝r2…＝rn＝r’；

计算上述r1,…,rn的对应采样值a1,…,an的均值＝a；

通过上述均值和参考点电阻，得出y＝r’/a*x；

上述y为电阻值，x为采样值；

通过对待测电阻r的多次采样，计算待测电阻r的采样均值，据算得出y值；

通过上述计算得出误差范围为e＝(标准值-测试值)；

所述e可多次计算得出e1,…,en，可以得出标准误差即均方根误差值

下面将结合附图对本公开实施例提供的测量方法进行详细的说明。

通过附图2，由图可见，通过控制计算机，操作选择开关c20进行开关片选工作。

再通过计算机控制采样模块c30进行采样，获得第一个参考点数据。

进一步地，控制片选c20切换片选，重复上述步骤，获得新的参考点数据。

进一步地，重复上述步骤，最后获得待测点数据。

表格1为本实例的待测未知电阻的实例数据，本实例最大参考电阻15k，最小参考电阻为1k，待测物电阻未知，暂标为r。

表格1

由图标数据得出斜街式公式y＝25.23x-12；

将待测r采样之代入计算y＝25.23x397-12＝10004；

测量所得值得范围差为(10004-10000)/10000＝0.04％；

需要说明的是，已知待测r的阻值测量的方式可以参考说明中的相关描述，重复之处在此不再赘述。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。