數(shù)據(jù)采集與光耦隔離

整個數(shù)據(jù)采集放大部分的流程為待測電阻兩端電壓u：由量程旋鈕調(diào)至隨意一檔對進行采集，經(jīng)0P177芯片組成的運放放大，如果數(shù)據(jù)放大后至運算放大器輸出達到飽和電壓（sv）情況下，則采用這一檔位，如果超過飽和電壓，則手動換擋至合適為止，如果出現(xiàn)欠飽和的情況，同樣需要手動調(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，將放大電路的末級輸出失調(diào)調(diào)整到接近。

在本測試儀中，一個完整的數(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進行隔離處理再到運放0PI“組成的運放系統(tǒng)再至ADS7805型A/D轉(zhuǎn)換器再傳至單片機。

在本電路中通過光禍進行隔離。外部設(shè)備和微機之間，模擬信號和數(shù)字信號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輸入端和輸出端進行電氣隔離，它抗干擾能力強，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，這一問題會帶來光禍隔離的誤差從而會影響測試儀的高精度。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，因為發(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行在線性區(qū)域內(nèi)，在本電路中利用兩個具有相同非線性傳輸特性的光電耦合器，不和界，以及兩個射極跟隨器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稱性，利用反饋原理可以很好的補償他們原來的非線性。

在本測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功能，而本高精度直流微電阻測試儀對放大電路的要求非常的高，因為放大電路環(huán)節(jié)是導(dǎo)致測量誤差的一個重要的部分，一方面，輸入誤差會在放大環(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放失調(diào)也是很大的一個誤差源，從而大大影響儀器的測量精度。

在理想情況下，當輸入信號為零時，放大器輸出直流電壓為零，即零工作點。

隨著溫度等因素的變化，若輸入信號為零時，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“零工作點漂移”，簡稱“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。當放大直流信號時，零漂