低阻和超低阻的電阻測量

低阻和超低阻的電阻測量第一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期六低阻和超低阻的測量關(guān)鍵：如何消除或減弱接觸電阻和接線電阻的影響。電流電壓法測量雙電橋測低阻三次平衡雙電橋測超低阻實例：高溫超導(dǎo)陶瓷材料和低電阻率材料。第二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期六電流電壓法測量關(guān)鍵：采用四端引線法。被測電阻有一對電位端紐aa’，用于測電壓；有一對電流端鈕bb’，用于通電流。第三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期六電流電壓法測量電流端鈕的接線電阻和接觸電阻不影響測量結(jié)果，只影響回路電流。電位端的接線電阻和接觸電阻雖然影響測量結(jié)果，但影響甚微。采用通常的毫伏表(10mV)和電流表(10A)，可測到1m歐的電阻。第四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期六電流電壓法可用于接觸電阻的測試連接元件（插頭、插孔、連接器及插座）的接觸電阻；電流控制元件（開關(guān)、繼電器、斷路器）的電接點所產(chǎn)生的電阻；電位器元件動觸點的接觸電阻。第五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期六接觸電阻對接觸電阻的要求：低且穩(wěn)定，使得接觸電阻上的電壓降不致影響電路的精度。兩個接觸表面的接觸電阻受下列因素影響：表面材料的電阻率；接點壓力、面積、形狀、表面條件（包括相對的清潔度、光滑度和硬度）；電流開啟、斷開時接點上的開路電壓；溫度及導(dǎo)線的熱導(dǎo)率。第六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期六在測量接觸電阻時，試驗夾具的要求：

選擇測試電壓不致使接觸點發(fā)熱或阻擋層擊穿；應(yīng)保持樣品不受振動，不使正常接點壓力受到變化。第七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期六測電位器的接觸電阻

（電位器接觸片和電阻體之間的接觸電阻）測1、2端的電流和2、3端的電壓。等效電路U32=U42.第八頁，共十九頁，編輯于2023年，星期六雙電橋測低阻思想：四端引線結(jié)構(gòu)可將引線電阻和接觸電阻排除在測量結(jié)果之外，因此將四端引線結(jié)構(gòu)引入普通四臂電橋，從而形成雙電橋。本質(zhì)上是四端引線的電橋法第九頁，共十九頁，編輯于2023年，星期六四端引線法和電橋法R1、R2是阻值已知的固定電阻器，R4是標(biāo)準(zhǔn)的可變電阻器，Rx是待測電阻，G為靈敏檢流計，E為直流電源電壓。四端引線法電橋法平衡條件：第十頁，共十九頁，編輯于2023年，星期六雙電橋結(jié)構(gòu)Cn1、Cn2及Cx1、Cx2為電流接頭；Pn1、Pn2及Px1、Px2為點位接頭。G為檢流計，E為直流電源。R2和R4為連動電阻，稱為比例臂電阻箱；R1和R3為連動電阻，稱為測定臂電阻箱；在設(shè)計、制造和調(diào)節(jié)過程中，總是保持R3/R1=R4/R2。RN為標(biāo)準(zhǔn)電阻，阻值很小，精度很高（萬分之一精度）。R0為調(diào)節(jié)回路電流的調(diào)節(jié)電阻，阻值很小。Rx為待測電阻。RN和Rx均采用四端引線結(jié)構(gòu)。第十一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期六結(jié)構(gòu)和材料上所采取的措施Rx和RN均采用四端引線法，各有兩對接頭：一對是電位接頭，一對是電流接頭。而且電流接頭在電位接頭的外側(cè)。即電位的引出線只包含被測電阻Rx。第十二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期六結(jié)構(gòu)和材料上所采取的措施連接標(biāo)準(zhǔn)電阻和被測電阻的導(dǎo)線采用短而寬的銅帶線，其電阻R0可做到1毫歐以下，R0與被測電阻和標(biāo)準(zhǔn)電阻的接觸電阻盡可能小，可做到2毫歐以下。標(biāo)準(zhǔn)電阻RN的阻值很小，精度很高（萬分之一精度），采用粗錳銅線。電橋增加一支路R3和R4，平衡指示器G不是接在Rx、RN之間，而是接在R3、R4的接點D上。第十三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期六

采用四端引線法，被測電阻Rx和標(biāo)準(zhǔn)電阻RN之間的接線電阻及接頭Cn2、Cx2的接觸電阻，均可認(rèn)為包含在R0內(nèi)。只要R3/R1=R4/R2，那么無論R0的數(shù)值如何，均不影響測量結(jié)果。在實際中，為了減小誤差，應(yīng)要求R0盡可能小。Rx、RN與電源的接線電阻和接觸電阻，只對總的工作電流有影響，對電橋的平衡無影響。電位接頭Pn1、Pn2、Px1、Px2的接觸電阻和接線電阻均與各比例臂電阻串聯(lián)，分別包括在相應(yīng)的比例臂支路里；流經(jīng)R1、R3支路的電流比流經(jīng)RN、Rx支路的電流小得多；橋臂電阻R1、R2、R3、R4都選擇在10歐以上，接觸電阻和接線電阻對于橋臂電阻是微不足道的，所以對測量結(jié)果的影響極小。采用雙電橋法可以測低阻的原因：第十四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期六測低阻的雙電橋第十五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期六三次平衡雙電橋測超低阻測量范圍：10-12~10-7歐目標(biāo)：去除雙電橋法中接線電阻的影響。思想：把接線電阻視為可調(diào)比例臂的一部分，通過三次平衡調(diào)節(jié)，使這種影響對電橋平衡和測量結(jié)果不起作用。第十六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期六三次平衡雙電橋測超低阻步驟1.將開關(guān)K1、K2斷開，調(diào)節(jié)R3或R4，使電橋平衡，2.將開關(guān)K1合上，調(diào)節(jié)r3、r4，使電橋平衡，3.將開關(guān)K1打開，把開關(guān)K2閉合，調(diào)節(jié)r1、r2，使電橋再次平衡，4.反復(fù)調(diào)節(jié)，直到三次平衡過程中電阻r1~r4

，R3

、R4不改變。第十七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期六三次平衡雙電橋測超低阻在平衡過程中，去除了橋臂回路中接線電阻和接