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1 引言
在飛機上，通常利用機體作為一根供電導線。為了保證飛機的正常供電，要求從機頭到機尾的機體電阻必須小于0.005歐姆，即5毫歐姆，才不至于影響飛機的正常供電。
以往對于特低電阻值的測量通常采用比較的方法，即手動調節電橋平衡，在精密電阻箱上得到讀數，此方法既慢又不準確。即使采用6位半的高精度數字表直接測量電阻，其電阻測量的分辨率也只能達到10毫歐姆。這說明測量機體電阻是一個比較困難的超低阻值測量問題。
2 系統設計與誤差分析
將測試線路及測試儀內部的線路電阻考慮在內時，電阻值的測量范圍要達到100毫歐姆；為了準確測量出機體電阻，分辨率要達到0.1毫歐姆。
從理論上說采用24bit的A/D轉換器，若輸入量程為5V，則分辨率可達：
LSB=5/(224-1)=0.29微伏
即1mA電流流過1毫歐姆電阻產生的1微伏電壓降也能測量出來。但這省略了一個前提：被測量信號的信噪比必須非常高。如果線路的噪聲達到1mV，那么即使1A電流在1毫歐姆電阻上產生的1mV電壓信號也檢測不出來。
根據需要測量的電阻值范圍和對被測量信號信噪比的要求，設計的系統原理結構如圖1所示。
圖1 測試系統原理圖
測試系統的誤差分為量化誤差Δd和模擬誤差Δm兩部分。可表示為：
Δd=A/D轉換器的積分非線性誤差INL+A/D轉換器的微分非線性誤差DNL+量化誤差LSB
Δm=被測量的電阻*比例誤差系數+系統常數誤差十隨機誤差
上式中決定比例誤差系數的主要因素是恒流源精度、各個環節的溫漂和增益誤差等。決定系統常數誤差的主要因素是系統內部線路、測試線路和各個環節的調零。決定隨機誤差的主要因素是隨機接觸電阻、系統噪聲和外部干擾。
3 關鍵電路選型
3.1 低漂移大電流精密恒流源電路
理論和元器件數據資料表明，以齊納二極管為基準的精密電壓參考源的性能優于以能帶為基準的恒流源，因此采用高性能的精密電壓參考源間接得到需要的精密相流源。電路如圖2所示。
圖2 高精密低溫漂恒流源電路
REF102是10V精密電壓參考源，精度為±0.0025V，溫漂為2.5ppm/℃max，可滿足本系統電阻測量的要求。OPA111精密運算放大器作為電壓跟隨器，使得REF102的GND端和放大器的同相端相等，即R*為高精度、低溫漂的精密電阻，則流過RL的電流為精密恒定電流。整個電路等效為恒流源電路。
恒流源擴展電路如圖3所示，運算放大器工作在開環狀態，由于同相端和反相端的壓差幾乎為零，運算放大器的偏置電流可以忽略不計，因此恒流源電流在NR上的壓降與VMOS場效應管的源極電流在R上的壓降必定相等。當選擇
I1=1mA,NR=999R時
則Is=999*I1=999mA
所以I0=I1+Is=1mA+999mA=1.000A
選擇NR、R為高精度低溫漂電阻，OPA602為精密運算放大器，則擴展后輸出的電流是精密恒流源。
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