CN118518319A - 一种补偿电阻阻值调节方法 - Google Patents

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CN118518319A CN202410993128.6A CN202410993128A CN118518319A CN 118518319 A CN118518319 A CN 118518319A CN 202410993128 A CN202410993128 A CN 202410993128A CN 118518319 A CN118518319 A CN 118518319A
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陈映东
邱华诚
孙鹏
吴友生
巢根明
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Abstract

本发明属于高超声速风洞试验测量领域，公开了一种补偿电阻阻值调节方法。调节方法包括确定补偿电阻阻值变化范围以及调节精度；建立补偿电阻可调电路；编写补偿电阻可调电路的逻辑表；输入所需的补偿电阻阻值；软件控制程序根据逻辑表找到所需的补偿电阻阻值对应的低阻抗导通开关状态；逻辑控制器控制每一个低阻抗导通开关的导通与闭合；输出所需的补偿电阻阻值。补偿电阻阻值调节方法通过低漂移精密电阻和低阻抗导通开关组成可调电路，通过控制器控制低阻抗导通开关的导通与闭合，精确输出所需的补偿电阻阻值；同时，补偿电阻阻值可以在一定范围进行精确调整，而且调节具有重复性，实现了补偿电阻阻值的高分辨率、高稳定性和鲁棒性。

Description

一种补偿电阻阻值调节方法
技术领域
本发明属于高超声速风洞试验测量领域，具体涉及一种补偿电阻阻值调节方法。
背景技术
在高超声速风洞测力试验过程中通常采用由四个阻值相同的电阻组成的惠斯顿电桥作为测量电路，惠斯顿电桥将应变计电阻变化值转变为电压变化值。对于金属丝式或箔式应变计，输出电压与应变计电阻的变化基本是线性关系，但是，对于半导体应变计，输出电压与应变计电阻的变化关系基本是非线性关系。
为了提高测量可靠性和精度，有必要对半导体应变计惠斯顿电桥上的电阻进行阻值补偿，达到桥路平衡，使得输出电压与应变计电阻的变化基本达到线性关系。要求补偿电阻的阻值能够在一定范围内可调，且调节精度高，还要求补偿电阻的阻值在长期的使用过程中能够保持良好的一致性，温度漂移小。
当前，亟需发展一种补偿电阻阻值调节方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种补偿电阻阻值调节方法，用于半导体应变计惠斯顿电桥的补偿电阻调节和维持。
本发明的补偿电阻阻值调节方法，包括以下步骤：
S10.确定补偿电阻阻值变化范围以及调节精度；
确定补偿电阻阻值变化范围为[r1,r2]，调节精度即分辨率为r；
S20.建立补偿电阻可调电路；
如图1所示，补偿电阻可调电路包括编号为R1~Rn的n个低漂移精密电阻，还包括与R1~Rn的低漂移精密电阻一一对应的编号为K1~Kn的n个低阻抗导通开关，低漂移精密电阻与对应的低阻抗导通开关并联形成电阻组件，各电阻组件串联形成补偿电阻可调电路，补偿电阻可调电路的两端分别为输入端S-a和输出端S-b；
其中，R1的阻值为r1，R2的阻值为r，R3的阻值为2×r，R4的阻值为22×r，R5的阻值为23×r，R6的阻值为24×r，……，Rn的阻值为2n-2×r；n≥2；其中，r为预先设定的补偿电阻可调电路的调节精度；补偿电阻可调电路的阻值可调范围为[r1,r1＋2n-1×r-r]；
S30.编写补偿电阻可调电路的逻辑表；
根据补偿电阻阻值变化范围[r1,r2]和分辨率r，编制所需的补偿电阻阻值与对应的低阻抗导通开关状态的逻辑表；若需要利用上位机控制补偿电阻可调电路，则根据逻辑表编写软件控制程序并写入逻辑控制器；
S40.输入所需的补偿电阻阻值；
S50.软件控制程序根据逻辑表找到所需的补偿电阻阻值对应的低阻抗导通开关状态；
S60.逻辑控制器控制每一个低阻抗导通开关的导通与闭合；
S70.输出所需的补偿电阻阻值。
进一步地，所述的低漂移精密电阻的阻值精度范围为±1%~±0.02%，温度范围为±50×10-6/K~±5×10-6/K。
进一步地，所述的低阻抗导通开关的阻抗小于0.5Ω，具有低功耗、低漏电流的优点。
本发明的补偿电阻阻值调节方法在需要某个低漂移精密电阻接入电路时，断开对应的低阻抗导通开关，将该低漂移精密电阻接入电路，进入工作状态；所有接入电路的低漂移精密电阻累加后得到补偿电阻可调电路的总阻值，从而实现对补偿电阻阻值的设定和输出。
本发明的补偿电阻阻值调节方法通过低漂移精密电阻和低阻抗导通开关组成可调电路，通过控制器控制低阻抗导通开关的导通与闭合，精确输出所需的补偿电阻阻值；同时，补偿电阻阻值可以在一定范围进行精确调整，而且调节具有重复性，实现了补偿电阻阻值的高分辨率、高稳定性和鲁棒性。
附图说明
图1为本发明的补偿电阻阻值调节方法建立的补偿电阻可调电路。
图中，R1~Rn为低漂移精密电阻；K1~Kn为低阻抗导通开关；S-a为输入端、S-b为输出端。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明。
实施例：本实施例需要的补偿电阻值范围为0-100Ω，分辨率为1Ω，理论上可以有无数种组合方式，例如选用100个1Ω的低漂移精密电阻分别与100个低阻抗导通开关并联组合后，再串联组成补偿电阻可调电路，当补偿电阻阻值为R0时，则通过控制100个极低阻抗开关的通断与闭合就可以实现所需阻值。
为了实现使用更少的成本来满足补偿电阻可调电路调节的要求，可以通过本发明中的建立补偿电阻可调电路进行逻辑编排。对于0-100Ω，分辨率为1Ω的补偿电阻，选取7个低漂移精密电阻（R1为1Ω，R2为2Ω，R3为4Ω，R4为8Ω，R5为16Ω，R6为32Ω，R7为64Ω），分别和7个低阻抗导通开关（K1，K2，K3……K7）并联组合成电阻组件，再将7个电阻组件串联形成补偿电阻可调电路，获得偿电阻可调电路的逻辑表1，表1中的1表示低阻抗导通开关闭合，0表示断开。
表1
。

Claims (3)

1.一种补偿电阻阻值调节方法，其特征在于，所述的调节方法包括以下步骤：
S10.确定补偿电阻阻值变化范围以及调节精度；
确定补偿电阻阻值变化范围为[r1,r2]，调节精度即分辨率为r；
S20.建立补偿电阻可调电路；
补偿电阻可调电路包括编号为R1~Rn的n个低漂移精密电阻，还包括与R1~Rn的低漂移精密电阻一一对应的编号为K1~Kn的n个低阻抗导通开关，低漂移精密电阻与对应的低阻抗导通开关并联形成电阻组件，各电阻组件串联形成补偿电阻可调电路，补偿电阻可调电路的两端分别为输入端S-a和输出端S-b；
其中，R1的阻值为r1，R2的阻值为r，R3的阻值为2×r，R4的阻值为22×r，R5的阻值为23×r，R6的阻值为24×r，……，Rn的阻值为2n-2×r；n≥2；其中，r为预先设定的补偿电阻可调电路的调节精度；补偿电阻可调电路的阻值可调范围为[r1,r1＋2n-1×r-r]；
S30.编写补偿电阻可调电路的逻辑表；
根据补偿电阻阻值变化范围[r1,r2]和分辨率r，编制所需的补偿电阻阻值与对应的低阻抗导通开关状态的逻辑表；若需要利用上位机控制补偿电阻可调电路，则根据逻辑表编写软件控制程序并写入逻辑控制器；
S40.输入所需的补偿电阻阻值；
S50.软件控制程序根据逻辑表找到所需的补偿电阻阻值对应的低阻抗导通开关状态；
S60.逻辑控制器控制每一个低阻抗导通开关的导通与闭合；
S70.输出所需的补偿电阻阻值。
2.根据权利要求1所述的一种补偿电阻阻值调节方法，其特征在于，所述的低漂移精密电阻的阻值精度范围为±1%~±0.02%，温度范围为±50×10-6/K~±5×10-6/K。
3.根据权利要求1所述的一种补偿电阻阻值调节方法，其特征在于，所述的低阻抗导通开关的阻抗小于0.5Ω。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1262738A (zh) * 1998-03-20 2000-08-09 航空发动机的结构和研究公司 用于很低温度下的具有非线性零点漂移补偿的压力传感器
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CN105741992A (zh) * 2016-05-06 2016-07-06 洛阳银杏科技有限公司 一种补偿硬件误差影响的高精度无源电阻发生器

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