數(shù)據(jù)采集與光耦隔離

整個(gè)數(shù)據(jù)采集放大部分的流程為待測(cè)電阻兩端電壓u：由量程旋鈕調(diào)至隨意一檔對(duì)進(jìn)行采集，經(jīng)0P177芯片組成的運(yùn)放放大，如果數(shù)據(jù)放大后至運(yùn)算放大器輸出達(dá)到飽和電壓（sv）情況下，則采用這一檔位，如果超過飽和電壓，則手動(dòng)換擋至合適為止，如果出現(xiàn)欠飽和的情況，同樣需要手動(dòng)調(diào)節(jié)量程檔位直至合適為止。

在放大器的前面加入了低通濾波環(huán)節(jié)以去除50H：工頻干擾以及頻率高于50Hz的交流信號(hào)干擾；為使放大電路的放大倍數(shù)足夠大，應(yīng)盡可能的減小放大電路的初始直流誤差，因此在本電路中設(shè)置了調(diào)零電路，將放大電路的末級(jí)輸出失調(diào)調(diào)整到接近。

在本測(cè)試儀中，一個(gè)完整的數(shù)據(jù)采集輸入程序是采集數(shù)據(jù)經(jīng)低通過濾至光耦P521進(jìn)行隔離處理再到運(yùn)放0PI“組成的運(yùn)放系統(tǒng)再至ADS7805型A/D轉(zhuǎn)換器再傳至單片機(jī)。

在本電路中通過光禍進(jìn)行隔離。外部設(shè)備和微機(jī)之間，模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)之間全部采用光禍隔離，避免了兩部分之間有電的直接聯(lián)系而產(chǎn)生干擾.光禍隔離的作用是對(duì)輸入端和輸出端進(jìn)行電氣隔離，它抗干擾能力強(qiáng)，但光禍隔離其自身也有可能存在非線性區(qū)域工作的問題，這一問題會(huì)帶來光禍隔離的誤差從而會(huì)影響測(cè)試儀的高精度。光耦隔離的輸入端是發(fā)光二極管，它的輸入特性可以用發(fā)光二極管的伏安特性來表示；輸出端是光敏三極管，它的輸出特性同樣可以用光敏三極管的伏安特性來表示，因?yàn)榘l(fā)光二極管和光敏三極管的伏安特性中都存在非線性區(qū)域，因此，光禍隔離也必定存在非線性區(qū)域。

為了確保光耦隔離運(yùn)行在線性區(qū)域內(nèi)，在本電路中利用兩個(gè)具有相同非線性傳輸特性的光電耦合器，不和界，以及兩個(gè)射極跟隨器A，和AZ組成。如圖3.3所示：
光耦隔離線性電路
光禍隔離界和兀的非線性傳輸特性是相同的，即

則放大器的電壓增益為：

由此可見，利用寫和兀電流傳輸特性的對(duì)稱性，利用反饋原理可以很好的補(bǔ)償他們?cè)瓉淼姆蔷€性。

在本測(cè)試儀的硬件電路系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集部分的抑制誤差的方法是采用采集環(huán)節(jié)接低通濾波器的方法；光禍隔離的誤差消除方法是利用兩只相同的光禍通過反饋原理補(bǔ)償其原有的非線性。

放大電路

一般儀器的放大電路只是放大的一個(gè)功能，而本高精度直流微電阻測(cè)試儀對(duì)放大電路的要求非常的高，因?yàn)榉糯箅娐翻h(huán)節(jié)是導(dǎo)致測(cè)量誤差的一個(gè)重要的部分，一方面，輸入誤差會(huì)在放大環(huán)節(jié)得到逐步的放大，誤差經(jīng)過放大后其幅度會(huì)較大從而影響儀器的高精度；另一方面，放大環(huán)節(jié)如果未做好誤差控制，其本身的誤差如溫度漂移和運(yùn)放失調(diào)也是很大的一個(gè)誤差源，從而大大影響儀器的測(cè)量精度。

在理想情況下，當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，放大器輸出直流電壓為零，即零工作點(diǎn)。

隨著溫度等因素的變化，若輸入信號(hào)為零時(shí)，放大器輸出端卻存在一定的直流電壓，則該直流電壓被稱之為“零工作點(diǎn)漂移”，簡(jiǎn)稱“零漂”。輸出“零漂”電壓折算到放大器輸入端即除以放大增益的值為失調(diào)電壓。當(dāng)放大直流信號(hào)時(shí)，零漂