低温电流比较仪自动电阻电桥前馈系统设计

摘要

本文设计的低温电流比较仪（CCC）自动电阻电桥前馈系统没有接入DC-SQUID环节，即开环的低温电流比较仪。系统主要由四部分组成，即上位机配置程序、光隔离数字控制器、电流比较仪电流源电路以及前馈回路。低温电流比较仪自动电阻电桥中使用直流超导量子干涉器（DC-SQUID）作为反馈环节检测不平衡磁通量进而反馈调节电流比例。该器件线性工作范围较小，系统的稳定性易受影响。本文设计的开环系统通过上位机程序设置DA的参数可以调节电流比较仪的输出，并通过偏置DA的调节，可以大大提高输出电流比例的精度。
　　另外本文针对该系统提出了一种开环测试方案，测试该系统输出能达到的最大的比率精度。主要测试了电流比较仪输出为1:100和1:1情况下，通过数据得出电流比例精度和稳定性。通过实验及数据分析，电流比较仪输出为1:1时，采集到的电阻电桥压差经过长期实验观察均在3μV以内，电流比较仪输出精度可以达到3×10-5，经过计算该情况下比例值标准偏差值为1×10-6。电流比较仪输出为1:100时，采集到的电阻电桥压差经过长期实验观察均在5μV以内，电流比较仪输出的比例精度可以达到5×10-5，经过计算该种情况下的标准偏差值为3×10-6。