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精密電阻測量之小電阻測試

發(fā)布時(shí)間:2019-11-15 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】當(dāng)需要測量的電流較大時(shí),電阻R值往往要求非常小,以避免過大的分壓和電阻發(fā)熱等負(fù)面影響,這時(shí)選用的取樣電阻可能只有毫歐、甚至微歐級別,而且電阻的誤差直接影響電流測量精度。
 
測量超大電阻不容易,測量微小的電阻同樣艱難
 
隨著大功率器件的應(yīng)用,如光伏、風(fēng)電、電動汽車等新能源領(lǐng)域的推廣和普及,線路中的高壓或大電流的精密監(jiān)測給工程師提出了較高的挑戰(zhàn)。
 
“取樣電阻”是比較常見的電流測試方式,依據(jù)歐姆定律R=V/I ,只需要精確測量已知取樣電阻“R”上的電壓V,由于電壓測量技術(shù)非常成熟,因此,獲得線路中的電流值并不困難。
 
當(dāng)需要測量的電流較大時(shí),電阻R值往往要求非常小,以避免過大的分壓和電阻發(fā)熱等負(fù)面影響,這時(shí)選用的取樣電阻可能只有毫歐、甚至微歐級別,而且電阻的誤差直接影響電流測量精度。
 
舉個(gè)例子,使用10m?電阻測量100A電流,即使電阻測量誤差1m?,會導(dǎo)致電流10A的誤差。
 
數(shù)字萬用表是比較通用的電阻測量設(shè)備
 
哪些參數(shù)可以提升小電阻的測試精度?  
 
萬用表電阻測試原理和以上電流測量類似,如下圖, 萬用表給電阻上施加一個(gè)電流,然后測量電阻的電壓。
 
精密電阻測量之小電阻測試
 
同樣, 根據(jù)公式R=V/I可知:  
    
1.  電流源精度 —— 適當(dāng)增大電流和測試孔徑;
2.  電壓測量精度—— 電壓量程和測試孔徑;
3.  測試引線電阻 —— 必須使用4線測量;
 
以業(yè)界最流行的6 ½ 位數(shù)字萬用表,Keysight 34461A 來進(jìn)一步舉例說明
 
以下是其電阻測量規(guī)格:最小量程100?,電阻測試驅(qū)動電流1mA,測試精度100? x 0.01% 大約10 m?。
 
精密電阻測量之小電阻測試
 
顯然,利用34461A測量毫歐姆級的電阻,其誤差是顯而易見的。
 
為了解決小電阻的精確測量,一個(gè)有效的方法是使用高精度源表。例如 Keysight B2912A 精密型源表,其電壓和電流測試分辨率可達(dá)到 34461A 的6½ 位,但電阻測量的規(guī)格則遠(yuǎn)優(yōu)于34461A,其最小量程是2?,分辨率1u?,測試誤差 2? x 0.2% 大約 4m?。
 
通過對比,可以發(fā)現(xiàn)B2912A電流更大1A = 1000mA,但34461A具有更小的電壓測量量程100mV。
 
精密電阻測量之小電阻測試
 
如果要求精確測量u電阻,需要各取所長的組合,即B2961A + 34420A 7 ½ 的納伏微歐表。
 
精密電阻測量之小電阻測試
精密電阻測量之小電阻測試
 
利用B2912A的高精度電流源,配合34420A的高精度電壓測量,獲得更高的小電阻測量精度。
 
精密電阻測量之小電阻測試
 
 
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