低阻和超低阻的電阻測量

關(guān)于低阻和超低阻的電阻測量第一頁，共二十頁，2022年，8月28日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，共二十頁，2022年，8月28日電流電壓法測量關(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，共二十頁，2022年，8月28日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，共二十頁，2022年，8月28日

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，共二十頁，2022年，8月28日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，共二十頁，2022年，8月28日在測量接觸電阻時，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，共二十頁，2022年，8月28日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，共二十頁，2022年，8月28日雙電橋測低阻思想：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，共二十頁，2022年，8月28日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，共二十頁，2022年，8月28日雙電橋結(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，共二十頁，2022年，8月28日結(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，共二十頁，2022年，8月28日結(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，共二十頁，2022年，8月28日

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，共二十頁，2022年，8月28日測低阻的雙電橋第十五頁，共二十頁，2022年，8月28日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，共二十頁，2022年，8月28日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，共二十頁，2022年，8月28日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觸電阻的影響，表達(dá)式中又沒有出現(xiàn)r1~r4