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选用不同的丈量方法和衔接方法对电阻进行有用丈量

电阻测试基本原理在电阻测试中我们常采用恒流测压方法、惠斯通电桥(单臂电桥)和双臂电桥方法。恒流测压方

电阻测验根本原理

在电阻测验中咱们常选用恒流测压办法、惠斯通电桥(单臂电桥)和双臂电桥办法。
恒流测压办法

图1中, r是引线电阻与触摸电阻之和;I是程控恒流电流源; V是具有极高输入阻抗的电压表,它对恒流电流源不发生分流效果。施加已知的安稳电流I,流过被测电阻R t,然后丈量出电阻两头的电压V,当R t>> r时,依据公式Rt=V/ I就可算出电阻值。
惠斯通电桥办法

图2中,V1,V 2是程控恒电压源;Rstd是规范电阻; Rt是被测电阻;I是电流表。当电桥平衡即流过电流表I的电流为零时,有V1 /V2=Rstd/R t,由此可计算出Rt=R std×V2/V1 。
双臂电桥办法

单臂电桥丈量规模为10~106 Ω,单电桥测几欧姆的低电阻时,引线电阻和触摸电阻现已不行疏忽。而双臂电桥适用于10-6~102 Ω电阻的丈量,它是改善的单臂电桥,如图3。将电桥中的中低电阻 Rt和R改成四端接法,并在桥路中添加两个高阻电阻R3和R4,则大大降低了引线电阻和触摸电阻的影响。具体介绍拜见文献[1]。

本文首要介绍恒流测压法。当被测电阻阻值远远大于测验引线电阻和测验探针与测验点的触摸电阻时,选用图1所示的两线测验的根本办法是可行的,而且也能够获得恰当高的测验。

开尔文衔接测验技能

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当被测电阻阻值小于几欧,测验引线的电阻和探针与测验点的触摸电阻与被测电阻比较已不能疏忽不计时,若仍选用两线测验办法必将导致测验差错增大。此刻可选用开尔文衔接办法(或称四线测验办法)来进行测验。

开尔文衔接有两个要求:关于每个测验点都有一条鼓励线F和一条检测线S,二者严厉分隔,各自构成独立回路;一起要求S线有必要接到一个有极高输入阻抗的测验回路上,使流过检测线S的电流极小,近似为零。

r表明引线电阻和探针与测验点的触摸电阻之和。因为流过测验回路的电流为零,在 r3,r4上的压降也为零,而鼓励电流 I在r1,r2上的压降不影响I在被测电阻上的压降,所以电压表能够精确测出 Rt两头的电压值,然后精确丈量出R t的阻值。测验成果和r无关,有效地减小了丈量差错。

依照效果和电位的凹凸,这四条线别离被称为高电位施加线(HF)、低电位施加线(LF)、高电位检测线(HS)和低电位检测线(LS)。
电阻阻隔测验技能

关于施加的安稳鼓励电流能悉数流过被测电阻的状况下,运用上述办法测验是很简洁的,比方测验单个电阻。但咱们还常常遇到被测电阻与一个电阻网络并联的状况,这个电阻网络会对施加电流有分流效果,导致无法选用上述办法进行测验,在这种状况下咱们有必要选用电阻阻隔测验技能,其测验电路原理如图5。

Rt是被测电阻, R1,R2串联后再与 Rt并联;A1,A2是高输入阻抗、高    运算扩大器;DVA是高输入阻抗、高    差分电压的程控扩大倍数仪用扩大器,它的输出与数模转化ADC相连;DAC是电流输出型数模转化器,DAC与A1构成程控恒流源;依据计算机操控,DAC输出不同的安稳电流If。

A2构成电压跟从电路使Vc =Vb,然后I1=0。因而计算机经过16位电流输出型DAC设定If 就操控了流过被测电阻Rt的电流I t,再经过由DVA和ADC构成的电压检测电路测验出 Rt两头的电压就可算出Rt 的阻值。

这种办法等效于将R1 断开,把被测电阻独自阻隔开来进行测验的状况,因而称其为电阻阻隔测验技能。
别离开尔文衔接测验电阻

电阻阻隔测验对绝大多数杂乱电阻网络都适用,但使用到极少数电阻值比率极大的电阻网络时就会发生一些问题。如图6, R2/R1=6000,R 3/R1=4000,假如按图5衔接来测验电阻 R3时(即图6-(a)衔接),设施加电流 It为200μA,则在R3 两头发生8V压降,R2因为被阻隔,其两头电压为零,所以在R1两头必定发生8V电压,导致 R2的功耗为 V2/R1=6.4W,这显然是不允许的。假如把HP和LP 方位交换,因为A2不是抱负器材,存在必定的失调电压 Vos,即便小到20μV,在R1 上也会发生2μA的电流,使流过R3的电流发生1%的误差,形成测验    大大下降。

在这种状况下能够选用一种变形的开尔文衔接办法来进行测验,不再运用阻隔办法。它仍选用四根线,但依据需求将其中一对或两对F,S线分隔接在不同的点上来进行测验。这种办法称为别离开尔文衔接办法。本例中三个电阻要进行四次测验才干计算出它们的阻值,四次测验的接法别离见图6中的表,图中1,2,3点为衔接点。图6-(b) 接法可直接测出R1的值;图6-(c)可测出 R2与R3的并联值R p;图6-(d)和图6-(e)别离测出阻值R2 ′和R3′。剖析可知R2′/R 3′=R2/R3 ,1/Rp=1/R2+1/ R3;由此能够解出R2 =Rp×(1+R2′/ R3′),R3=R 2×R3′/R2 ′。

在测验中还常常遇到被测电阻的两头都没有测验点,隐藏在电阻网络中的状况,如R-2R网络。这时也需求运用别离开尔文衔接来进行测验。
 极小值电阻的丈量技能

关于极小阻值规模的电阻丈量能够选用图7所示电路完结,它能够丈量10~ 80mΩ的电阻。经过差分运算扩大电路,把被测电阻发生的弱小电压信号扩大100倍,因而实践电阻值是丈量值要除以100。图中运放UI选用低噪声、高速、精细运放,如OP-37EJ,AD645或MAX400。和高电位施加线(HF)串联的电阻R1是用来匹配电流施加模块的    输出负载,R2到R5选用高    高安稳性的电阻来确保差放电路增益的安稳,这决议了丈量的    和重复性。为了确保    ,对运放的电源电压要求很高,电路的装置方位要尽或许接近被测电阻,一切探头要尽或许短,C2,C3要尽或许接近运放。

 结束语

因为自动测验中要不断地改动被测电阻,一起又要依据状况灵敏地挑选测验办法和衔接办法 ,因而实践出产中是运用探针卡将被测电路与体系相连,经过继电器或FET开关组成的开关矩陈由软件恰当切换来进步测验速度和出产功率。一起在不同的丈量中探针选用不同的接法,如直线四探针法和方形四探针法,可战胜各种因素的影响,优化丈量成果。如上所述,只需咱们结合被测电阻的具体状况,灵敏合理地使用上面介绍的测验技能,就能够得到满足的测验成果。制造出高质量的厚、薄膜集成电路和片式电阻来。

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