針對ADC型測溫電橋因電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、集成度高、非線性誤差來源多樣,導(dǎo)致現(xiàn)有誤差修正方法效果不佳的問題,提出了一種基于誤差來源分析的修正方法。根據(jù)ADC型測溫電橋原理定量分析了電路中運算放大器共模抑制比、正反向電流不匹配度對非線性誤差的貢獻,運用RBC開展了這兩個誤差源的最大似然估計及修正,并對剩余殘差進行了多項式擬合,實現(xiàn)了非線性誤差修正;基于自制ADC型測溫電橋及RBC對上述修正方法進行了驗證,實驗結(jié)果表明:所提方法修正后的最大非線性誤差為-1. 77×10^-5,相對于傳統(tǒng)非線性修正方法的最大非線性誤差-3. 57×10^-5有了顯著提升。

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【部分圖文】：

圖3ADC型測溫電橋?qū)嵨飯D

測溫電橋的模擬電路和數(shù)字部分通過光耦隔離，由STM32系列微控制器實現(xiàn)測溫流程的控制與數(shù)據(jù)采集，并通過USB接口將獲得的電壓信號上傳至上位機，制作的實物照片如圖3所示。2.3ADC型測溫電橋非線性誤差來源分析

圖4RBC電阻網(wǎng)絡(luò)簡化電路圖

RBC是一種用于測溫電橋線性度評價的專用電阻網(wǎng)絡(luò)，結(jié)構(gòu)如圖4所示。其一般由4個高精密電阻組成，通過電阻間各種形式的串聯(lián)、并聯(lián)產(chǎn)生35種不同阻值的組合。以35次測量值為樣品，運用最小二乘估計對R1/RR～R4/RR的值進行最大似然估計:

圖5多項式修正前后誤差對比

運用RBC原理，采用4個不同阻值的VPG公司Z-Foil系列高穩(wěn)態(tài)金屬鉑電阻，自制1個RBC校準器。其中電阻阻值分別為50,80,100,120Ω，溫度系數(shù)為±0.2×10-6/K，精度為±0.005%。運用上述RBC對所設(shè)計的測溫電橋進行線性度評估，獲得的R1/RR,R2/RR....

圖6RCMR及多項式修正前后誤差對比

運用由50,80,100,120Ω4個電阻組成的RBC測試數(shù)據(jù)進行RCMR及ε的尋優(yōu)，獲得RCMR=75.76dB，ε=2.755×10-5。運用式(14)對測試數(shù)據(jù)進行RCMR及ε修正，并將修正后的殘差進行多項式修正，結(jié)果見圖6。經(jīng)RCMR及ε修正后，樣本方差為S2=1.10....

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