用数字万用表精确测量小电阻

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1、用数字万用表精确测量小电阻摘 要：提出用“四线”和“馈线补偿法”精确测量小电阻的方法，并给出了实验结果。关键词：四线测量；馈线补偿；恒流1　引言数字万用表测量电阻是通过测量恒流源电流I流过被测电阻RX所产生的电压Vx实现的。通过对Vx数字化及小数点移位便可得到Rx的数字化值。原理框图如图1：测试时，恒流源电流I通过Hi－Lo端和测量线馈送至被测电阻Rx，电压测量端S1、S2通过短路线接至Hi－Lo端。数字万用表实际测量到的电阻值包括被测电阻Rx及馈线电阻RL1和RL2。当测量的电阻阻值较小时，馈线电阻产生的误差就不容忽视。如何用现有的数字万用表精确测量阻值很小的电阻

2、是工程技术人员经常遇到的问题。2　四线测量四线测量是将恒流源电流流入被测电阻R的两根电流线和数字万用表电压测量端的两根电压线分离开，使得数字万用表测量端的电压不再是恒流源两端的直接电压，如图2所示。从图中可以看出，四线测量法比通常的测量法多了两根馈线，断开了电压测量端与恒流源两端连线。由于电压测量端与恒流源端断开，恒流源与被测电阻Rx、馈线RL1、RL2构成一个回路。送至电压测量端的电压只有Rx两端的电压，馈线RL1、RL2电压没有送至电压测量端。因此，馈线电阻RL1和RL2对测量结果没有影响。馈线电阻RL3和RL4对测量有影响，但影响很小，由于数字万用表的输入阻抗

3、（MΩ级）远大于馈线电阻（Ω级），所以，四线测量法测量小电阻的准确度很高。不过，四线测量中的恒流源电流的精确度非常关键。建议采用外加的更稳定的恒流源电流；应注意的是，外加的恒流源电流的大小要与数字万用表恒流源电流的大小相等。我们采用的外加的恒流源电流由高精密基准电压源MAX6250、运放及扩流复合管组成，如图3所示。电压源MAX6250的温漂≤2ppm/℃，时漂ΔVout/t＝20ppm/1000h。I取800μA～1mA，R是极低温漂线绕电阻（若取I＝1mA，R＝5kΩ），这时I的温漂和时漂相当于MAX6250的水平。3　馈线电阻补偿馈线电阻补偿法通常采用三线制接

4、法，被测电阻与接地的线相接。原理如图4所示。I取800μA～1mA，R是极低温漂线绕电阻（若取I＝1mA，R＝5kΩ），这时I的温漂和时漂相当于MAX6250的水平。3　馈线电阻补偿馈线电阻补偿法通常采用三线制接法，被测电阻与接地的线相接。原理如图4所示。恒流源电流I通过馈线2流入被测电阻，馈线1接地，馈线2和3分别接运放A1和A2的输入端。若两运放的增益都为1，其输出电压V1和V2为：从上式可知，馈线电阻上的附加电压加到A3的输入端，通过求差而消除，输出电压仅与被测电阻有关，且成线性关系。不管被测电阻大小如何，误差都能完全补偿。在这种馈线电阻补偿法测量小电阻电路中

5、，测量精确度主要取决于恒流源电流I的精确度和馈线电阻RL的大小是否相等。电路中的运放可选用四通用单电源运放（LM324）。当用此法测量阻值小于0.5Ω的电阻时，应确保RL完全相等（注意馈线材料，长短及焊点的大小）。4　实验比较比较分四组进行：①用普通数字万用表测量；②用四线测量（借助于数字万用表本身的恒流源电流）；③用四线测量（用外加的恒流源电流）；④馈线补偿测量。对测量结果的比较可以看出，对于100Ω的电阻，普通数字万用表的测量相对误差在2%左右，随着电阻值变小，未经过改进的数字万用表的测量误差越来越大，原因主要是馈线电阻的影响；经过处理的数字表，测量5Ω电阻的相

6、对误差在2%以下，但受恒流源电流本身稳定度的影响，②、③测量结果的准确度也不一样；而馈线补偿法测量误差最小，不管馈线电阻大小如何，其测量0．1Ω的相对误差都低于10%。R（Ω）①②③④100101.8100.3100.1100.05052.350.250.150.01012.110.210.110.056.95.15.05.013.21.11.071.050.51.80.540.520.510.11.30.130.120.11数字万用表应急测量在线电阻的方法(组图)类别：行业知识 发布时间：2008-1-25 阅读：1144 　当前只有少数几种数字万且表，如DT86

7、0B和DT960T型数字万用表，增设有低功率测电阻挡（其符号为“LOΩ”或“LOWOHM”），因而适用于测量在线电阻，而很多数字万用表，如DT830系列和DT890系列等数字万用表，都没有这种测试功能。本文介绍一种加载降压测量法，能使没有在线电阻测量功能的数字万用表也能应急测量在线电阻。用这种方式测量在线电阻时，不必更改数字万用表的内部线路和元器件，所以在一定的实用价值。下面以DT830A型数字万用表为便介绍加载降压测量法的原理及其注意事贡。基本测量原理　　在陈述加载降压测量法之前，要先介绍比例法测量电阻的原理。比例法测量电阻原理图如图1所示。图中线框内部分为万