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小值电阻 Small Resistance Measurement

时间:2012-10-09  来源:38hot  作者:lymex


注意:
1、电流引线尽量接触好一些(比如用压片)、压接的紧一些,以便减少接触电阻从而减少接触点发热。
2、一般是体积小的引线端子接电流,原因是电流毕竟不大,同时电流端子有热电动势没有什么关系。而把大体积的端子是电压的,这样能显著均温减少热电动势,毕竟电压端子的热电动势是最重要的。
3、同样原因,开关要用大触点的,而且真正用的时候要放入厚重的铝盒里。
4、测量时要把开关交替接到两个电阻上多次交叉读数,然后计算分别取平均值,这样能显著减少因缓慢变化而引起的漂移,也能减少偶然误差。
5、纳伏表不应换档,这样,在10:1测量时就要求有7位才能保证有1ppm的传递分辨率。

测试方法2、电桥法

这个是个古老而比较有效的方法,适合中精度的测试小电阻。当然,由于要测试小电阻,电桥必须是带有Kelvin接点的双桥。
利用用双桥法基本的解决了电桥的引线电阻和接触的问题,并利用对比得到结果。
事实上,电桥是一种“背靠背”的电阻对比之一,对电桥供电电压不太敏感,因为任何电压的变化都同时作用在左右两个桥臂上。

然而,电桥法的缺点是对比精度不高,原因主要是电桥的引线电阻和接触不能精确控制和补偿,另外,辅助电阻和调整电阻也很难兼顾精度与调整的问题。
同时,当测试电阻比例是1:10的时候,辅助电阻的1:10的精度也难于提高。
另外,由于电桥法的输出电流有限,很多小电阻是在比额定电流小得多的电流下测试的,难免有偏差,适合测试小阻值标准电阻。



如图,粗线为大电流通路。黑色的Ewire是外引线所产生的电压,对测试不产生影响。红色的Ewire是内引线电压,应该尽量压低,因此连接两个电阻之间的引线应尽量缩短。对于Ra = Rx 的1:1对比场合,比较好做,下面给出1:10传递的计算例子。

根据实际测试,即便采用上面小旋钮的接法,0.1Ω和1Ω两个电阻之间用粗短线,可以把这段的总电阻控制在2mΩ之内,也就是说,通以0.1A电流时电压不超过200uV。这样,只要Rm=100Ω,Rn=1kΩ,就可以20k倍于接触电阻,分压误差就可以小于200uv/20k=10nV,可以忽略了。这个Rm和Rn电阻对要求不是很高,能有0.005%的匹配就足够了。
但另一方面,RM和RN的1:10的关系要求很高,可以考虑11只相同的电阻进行串联。若取RM=10k则RN=100k(10个相同的10k串联),此时引线电阻<10mΩ 能保证1ppm,这还是比较容易的。


测试方法3、DCC电流比较法

假如有两个一样的恒流源,分别接到背靠背的两只电阻上,这样就可以类似电桥那样,通过检测其电压的微小差异,来达到精确的对比的目的。这样就把问题归结到如何精确的产生两个相同的电流的问题上,而这两个电流的绝对值或者少许变动,都对结果影响不大。

目前产生这两个电流的一个最好的方法,就是用磁通平衡法。在一个铁心上绕好圈数相同的两个线圈,通上大小相等、方向相反的电流,这样铁心的总磁通就为零。实际上,一个是主电流、另一个通过灵敏的检测磁通来控制辅电流,来达到主辅相等的目的。



恒流源流过RX并在Np上产生磁通,但辅恒流源流过RD并在Ns上产生大小相等、方向相反的磁通,使得总磁通为零。一旦这个磁通不为零,就能通过二阶解调器察觉到,然后调节辅恒流源,使得总磁通为零永远成立,这样就使得Ip和Is两个独立的电流严格相等,给背靠背的比较提供了有利条件。
然后,通过把两个电阻的两个下电压端接到一起,就可以在两个上电压端精确的读到电压差,也就直接反应了电阻的差别,这样可以实现直接的1:1的电阻比较。

同样,让Np的圈数是Ns的10倍,就可以在磁通相等的条件下,让Is的电流10倍于Ip,这样在电压相等的条件下,电阻也是10倍关系,即Rs = 10 * Rx,由此完成电阻的10:1的精确传递。

为了能够测试超小电阻,需要DCC能够输出大电流。高联做过其3000A的DCC扩流器广告,4个机柜(上面三个是3×1000A)


国产的,兰斯汀有600A的,当然还可以并联

武汉有更大的,新国标检流计把电流检定范围规定到最大10000A。

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