低阻值高精度模拟电阻基准源设计与实现.pdf

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1、硕士学位论文低阻值高精度模拟电阻基准源设计与实现DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFLOWRESISTANCEHIGHPRECISIONANALOGRESISTANCEREFERENCESOURCE孙弘毅哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TN79+2学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文低阻值高精度模拟电阻基准源设计与实现硕士研究生：孙弘毅导师：杨春玲教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classified

2、Index:TN79+2U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFLOWRESISTANCEHIGHPRECISIONANALOGRESISTANCEREFERENCESOURCECandidate：SunHongyiSupervisor：Prof.YangChunlingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffi

3、liation：SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着电子信息技术的不断成熟与完善，测量设备与测量仪器作为军事、工业及民用等各个领域中众多数据的来源，而受到各行各业日益广泛的关注。而在使用测量设备与仪器的过程中，需保证其测量准确性和稳定性，因此，需要更高精度的基准源对各类测量设备进行校准，从而使其满足测量

4、精度要求。模拟电阻基准源作为校准设备的重要组成部分，其精度的不断提升具有重要意义。然而模拟电阻基准源在低阻值条件下存在特殊性，即使是业内受到广泛认可的FLUKE5520A的低阻值电阻档位指标与其最优指标直接也存在一定差距。本课题所研究的低阻值高精度模拟电阻基准源，旨在对提升系统精度的关键技术进行研究，并针对低阻值的独有问题给出相应的解决方案，从而实现低阻值模拟电阻基准源在精度上的突破，即使得系统精度达到指标所要求的30ppm+0.001Ω，超过FLUKE5520A对应档位指标。本课题的成果对推进我国多功能校准仪的发展，尤其是模拟电阻基准源的低阻

5、值档位的发展有着重要意义。具体研究内容如下：首先，本课题对低阻值高精度模拟电阻基准源的功能与性能指标进行了详细分析，根据指标要求设计了系统总体方案，包括系统硬件电路设计与软件总体方案设计。使用仿真软件对电路方案进行可行性分析。其次，本课题深入研究了模拟电阻基准源精度提升关键技术，对模拟电阻基准源系统总体进行误差分析与分类，说明其产生的原因。然后根据不同类型的误差来源，对容差分析与容差设计技术、基于分辨率提升的数模转换技术以及系统软件误差补偿算法进行研究。最后将研究结果与课题的具体指标要求相结合，通过实际器件的选取、硬件电路方案设计与软件控制方案

6、设计，以实现提升系统总体精度的目的。再次，根据总体设计方案与精度提升关键技术研究结果，在系统硬件电路设计与软件设计上予以实现。其中硬件电路设计包括硬件电路总体方案设计、信号输入电路、数模转换器电路等电路设计；软件设计包括FPGA内部逻辑设计和自动测试软件设计，控制系统实现量程切换、数据转换及自动测试等功能。最后，搭建低阻值高精度模拟电阻基准源的测试验证平台，设计了系统测试方案，对所设计的低阻值模拟电阻基准源进行全面细致的性能指标测试。测试与验证结果表明，本课题所设计的低阻值模拟电阻基准源满足设计指标要求。关键词：电阻基准源；容差分析；容差设计；

7、误差补偿算法-I-哈尔滨工业大学工学士学位论文AbstractWiththecontinuousmaturationandimprovementofelectronicinformationtechnology,measuringequipmentandmeasuringinstrumentshavebecomethesourceofnumerousdatainvariousfieldssuchasmilitary,industrialandciviluse,andhavereceivedincreasingattentionfromallwa

8、lksoflife.Intheprocessofusingmeasuringequipmentandinstruments,itisnecessary