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高精度直流微电阻测试仪的研讨与开发—–理论研讨

2.2.2.3电桥法测电阻原理直流双臂电桥又称凯尔文电桥,主要用于测量低值电阻。双电桥测小电阻的电路原理图如图2.5所示:图中RX是被测电阻,RN是低阻值标准电阻,它们都是4端连接;RX与RN用一根短

2.2.2.3电桥法测电阻原理

直流双臂电桥又称凯尔文电桥,首要用于丈量低值电阻。双电桥测小电阻的电路原理图如图2.5所示:

图中RX是被测电阻,RN是低阻值规范电阻,它们都是4端衔接;RX与RN用一根短而粗的电阻值为R的导线衔接,并与电源组成一个闭合回路:电压接头别离与R1,R2,R3和R4衔接,各电阻值均不小于10

当电桥平衡时,检流计中无电流经过,E和f两点电势持平,依据基尔霍夫第二规律列出方程组,解得:


在试验中,固定凡和凡,调理凡和凡,使电桥平衡,运用公式即可计算出被侧电阻凡的阻值.



双臂电桥减小附加电阻影响的关键在于4端衔接,从图中能够看出,4端衔接是电流接头和电压接头分接,把各衔接部分的导线电阻别离引进检流计回路或电源支路中。因检流计回路电阻为大电阻,引进检流计回路的附加电阻可忽略不计;而引进电源支路的导线电阻和触摸电阻只影响作业电流,不影响电桥平衡;因而,都不影响凡的丈量值。值得阐明的是,因为电源回路包含凡与凡中电阻小,电流大,电路易发热,会使电路中电阻值增大,形成丈量值改变不定。因而,在实践丈量低阻时,应尽量缩短试验操作的时刻,为防止试验数据改变不定,应考虑电路散热问题,最简略的办法是增大4端衔接头的散热面积〔51.双电桥法测电阻的特点是能消除接线电阻及触摸电阻所形成的差错,大大减小触摸电阻的影响,提高了丈量的精度。可是因为双臂电桥回路经过的是只要几个微安的弱小电流,难以消除电阻较大的氧化膜的影响,测出的电阻示值偏大,而氧化膜在大的电流下很简单被烧坏,不允许正常电流经过。并且当触头因调整不妥、运转中发生改变或触头烧损严峻等使有用触摸面积减小时,双臂电桥的弱小电流在其触摸处不会发生缩短,无法测出缩短电阻,而在大电流或正常电流经过期,会使该处触摸处的电阻添加,引起触头的过渡发热和加快氧化。

2.2.2.4四线法测电阻原理

四线丈量是将恒流源Is电流流入被测电阻RX的两根电流线和电压表丈量端的两根电压线分隔,使得电压表丈量端的电压不再是恒流源两头的直接电压,如图2.6所示。

从图中可知:“四线丈量法比二线丈量法多了两根馈线,电压丈量端并不好恒流源端直接相连,而是直接连到待测电阻两头。所以,恒流源与被测电阻R厂、馈线尺、凡构成一个回路。送至电压丈量端的电压只要RX两头的电压,馈线R1、R4电压没有送至电压丈量端,因而,馈线电阻R1和R4对丈量成果影响极小。因为电压表的输入阻抗远大于馈线电阻R2和R3,馈线电阻R2和R3对丈量成果影响相同很小。经过已知电流凡和测得的电阻凡两头的电压呱即可得到RX:

所以由上式可知,四线丈量法丈量细小电阻的准确度很高。因而,即便丈量导线电阻不持平,也不会对丈量形成影响。所以,本课题研讨的高精度微电阻测验仪选用四线制的办法来丈量。

2.3.3电流反向两次丈量法

电流反向两次丈量法的原理如下图2.7所示,差错源中的热电动势既来自丈量电路外部,又来自丈量电路自身;电化学电势,相同也来自丈量电路外部和内部,折算到扩大电路输入端扩大电路自身的失调电压,记为际。这些差错信号巨细根本都不随测验电流的巨细和方向改变,可是热电动势会随温度改变而改变



设来自丈量电路外部的热电势为绮,来自丈量电路自身的热电势为瑞;来自丈量电路外部的电化学电势为凡,来自内部的电化学电势为E:;折算到扩大电路输入端扩大电路自身的失调电压为。

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