[发明专利]一种采用矩阵电阻并联实现电阻数字化的方法及系统

说明书

本发明提供一种采用矩阵电阻并联实现电阻数字化的方法及系统，包括：步骤一：构建模拟矩阵电阻，所述矩阵电阻包括若干按顺序依次并联的模拟电阻，步骤二：为模拟电路中的每个模拟电阻分别配置一个电子开关，并使得所述模拟电阻与电子开关之间的编号相互对应和关联；步骤三：计算等效电阻，步骤四：将步骤二中的等效电阻计算公式进行变换，步骤五：等效电阻R等效为由步骤五中导通的电子开关连通后构成的并联矩阵电阻构成；该等效电阻R作为输出的数字电阻。将模拟电阻实现数字化，可以广泛用于各种数字控制系统、传感器模拟系统；采用选取并联电阻矩阵方式，实现大功率数字电阻；通过电阻并联方式，降低开关管内阻、线路阻抗带来的误差影响。

技术领域

本发明涉及电子数据测量和转化技术领域，具体涉及一种采用矩阵电阻并联实现电阻数字化的方法及系统。

背景技术

在电阻检测中，大电流测试仪已逐渐广泛应用，如用于测量开关、断路器、变压器等设备的接触电阻、回路电阻测试设备-回路电阻测试仪；用于测量变压器、互感器和电机绕组等感性被测对象的直流电阻的设备-直流电阻快速测量仪，这些仪器的测试电流可以从几安到几百安。对这类仪器的的校准无法用传统的标准电阻来实现，因为实物标准电阻可通过的电流最大只有30A，对大于30A电流的检测，由于受功率、热稳定性等影响，其准确度大大地下降。在此状况下，模拟电阻应运而生，它具有体积小，额定电流大，比实物电阻准确度高，使用方便、操作灵活等特点。

目前的模拟电阻测量的精度为1欧姆，低于1欧姆的矩阵电阻选取算法还没完善，如1/2欧,1/4欧,1/8欧。导致了测量时进度不高，误差逐渐变大。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种采用矩阵电阻并联实现电阻数字化的方法及系统，将模拟电阻实现数字化，可以广泛用于各种数字控制系统、传感器模拟系统；采用选取并联电阻矩阵方式，实现大功率数字电阻；通过电阻并联方式，降低开关管内阻、线路阻抗带来的误差影响。

根据本发明的第一方面，提供了一种采用矩阵电阻并联实现电阻数字化的方法，包括以下步骤：

步骤一：构建模拟矩阵电阻，所述模拟矩阵电阻包括若干按顺序依次并联的模拟电阻，所述模拟电阻分别为R₀、R₁、R₂、R₃……R_n，且所述模拟电阻R₀、R₁、R₂、R₃……R_n对应的阻值分别为2⁰、2¹、2²、2³……2ⁿ；

步骤二：为模拟矩阵电阻中的每个模拟电阻分别配置一个电子开关，并使得所述模拟电阻与电子开关之间的编号相互对应和关联；

步骤三：计算等效电阻，通过等效电阻计算公式：1/R＝1/R₁+1/R₂+1/R₃+…+1/R_n，得到公式：1/R＝1/2⁰+1/2¹+1/2²+…+1/2ⁿ；其中R为等效电阻，n为大于等于零的整数；

步骤四：将步骤三中的等效电阻计算公式进行变换得到2ⁿ/R＝2ⁿ+2^n-1+2^n-2+…+1＝A，A为常数；

步骤五：通过如下方式依次进行计算，其中0≤m≤n，且m为整数；

当A≥2^m时，那么将R_(n-m)对应的电子开关导通；

当A-2^m≥2^m-1时，那么将R_(n-m+1)对应的电子开关导通；