1　引言

在飞机上，通常利用机体作为一根供电导线。为了保证飞机的正常供电，要求从机头到机尾的机体电阻必须小于0.005欧姆，即5毫欧姆，才不至于影响飞机的正常供电。

　　以往对于特低电阻值的测量通常采用比较的方法，即手动调节电桥平衡，在精密电阻箱上得到读数，此方法既慢又不准确。即使采用6位半的高精度数字表直接测量电阻，其电阻测量的分辨率也只能达到10毫欧姆。这说明测量机体电阻是一个比较困难的超低阻值测量问题。

2　系统设计与误差分析

将测试线路及测试仪内部的线路电阻考虑在内时，电阻值的测量范围要达到100毫欧姆；为了准确测量出机体电阻，分辨率要达到0.1毫欧姆。

　　从理论上说采用24bit的A/D转换器，若输入量程为5V，则分辨率可达：
　　LSB=5/(224-1)=0.29微伏
　　即1mA电流流过1毫欧姆电阻产生的1微伏电压降也能测量出来。但这省略了一个前提：被测量信号的信噪比必须非常高。如果线路的噪声达到1mV，那么即使1A电流在1毫欧姆电阻上产生的1mV电压信号也检测不出来。

　　根据需要测量的电阻值范围和对被测量信号信噪比的要求，设计的系统原理结构如图1所示。

图1 测试系统原理图

测试系统的误差分为量化误差Δd和模拟误差Δm两部分。可表示为：
　　Δd=A/D转换器的积分非线性误差INL+A/D转换器的微分非线性误差DNL+量化误差LSB

　　Δm=被测量的电阻*比例误差系数+系统常数误差十随机误差
　　上式中决定比例误差系数的主要因素是恒流源精度、各个环节的温漂和增益误差等。决定系统常数误差的主要因素是系统内部线路、测试线路和各个环节的调零。决定随机误差的主要因素是随机接触电阻、系统噪声和外部干扰。

3　关键电路选型

3.1　低漂移大电流精密恒流源电路

　　理论和元器件数据资料表明，以齐纳二极管为基准的精密电压参考源的性能优于以能带为基准的恒流源，因此采用高性能的精密电压参考源间接得到需要的精密相流源。电路如图2所示。

图2 高精密低温漂恒流源电路

REF102是10V精密电压参考源，精度为±0.0025V，温漂为2.5ppm/℃max，可满足本系统电阻测量的要求。OPA111精密运算放大器作为电压跟随器，使得REF102的GND端和放大器的同相端相等，即R*为高精度、低温漂的精密电阻，则流过RL的电流为精密恒定电流。整个电路等效为恒流源电路。

　　恒流源扩展电路如图3所示，运算放大器工作在开环状态，由于同相端和反相端的压差几乎为零，运算放大器的偏置电流可以忽略不计，因此恒流源电流在NR上的压降与VMOS场效应管的源极电流在R上的压降必定相等。当选择

　　I₁=1mA,NR=999R时
　　则I_s=999*I₁=999mA

　　所以I₀=I₁+I_s=1mA+999mA=1.000A
　　选择NR、R为高精度低温漂电阻，OPA602为精密运算放大器，则扩展后输出的电流是精密恒流源。