1.概述
信任各位理工科身世的工程师,或许电子爱好者们多多少少都触摸过万用表,都知道万用表便是一个全能的东西。这次的主题是谈谈用万用表来测验电阻的几种不同的办法,以及这些办法会给测验的精确度带来什么样的影响,以及它们的其他方面的特色。在这儿,首要介绍三种不同的测验办法:双线法;四线法;六线法。下面逐个介绍一下这几种办法的特色,并在最终做一些简略的总结。
2.双线法
双线法是经常被用到的电阻丈量的办法,如下所示:
将万用表的V+端接到电阻的一段,V-端接到电阻的另一端,然后设置万用表就能够进行丈量了。万用表经过供给一个源电流到电阻上,然后核算电阻上的电压,经过欧姆规律就能够确认电阻。
经过上面的那个简化了的比方,引线电阻R会引起比较大的问题,由于电压是以上的三个电阻的电压。这种影响在小电阻的状况下影响更大,一般在30KΩ的状况下,这种影响是很明显的。当然,这些都是针关于高精度的状况而言,假如是精度要求不高的话,能够运用这样的办法。
导线电阻R引起的这种影响能够经过万用表的一些相对值丈量功用来消除去。为了消除这些问题,首要需求确认的是这些问题是来自于哪里。能够经过设置电阻到0Ω来完成这个意图。
假如将一切的电阻都放在测验端引线的两头,之后能够经过相对值丈量的两条线来丈量。
3.四线法
四线法是一种抱负的低电阻的丈量办法,由于这样能够不在相对值丈量功用的帮忙之下消除引线的影响。这些校准都是主动校准的。
在四线法中,万用表的V+和V-端仍是经过引线来为电阻供给电流。这儿面的电压降是引线电阻和被测电阻的和。
引线衔接到电阻的两头,丈量的是电阻两头的电压,这部分的电压不包括经过测验引线(或许是经过万用表衔接到被测件之间的开关体系的部分,关于开关体系的具体能够参照其他相关的文章),伏特计的输入阻抗满足大,所以不会搬运任何的电压或许是在引线电阻上发生过错的电压。
一切的这些读数反应都是根据电阻的,而且事实上也是根据测验引线的电阻。四线法丈量是十分精确的,而且是可重复的和安稳的电阻丈量办法,而且是特别适宜丈量低值电阻,乃至能够丈量低至10毫欧的电阻。可是针关于高电阻的丈量方面,这个办法是不太适宜的,由于伏特计的输入电阻和漏电流将会影响到读数的。一般状况下,四线法是不太引荐的。
4.六线法
六线是一种适宜用在丈量电阻自身有分流结构的部分的电阻的阻值。比方像在主动化测验体系中,需求测验的电阻都是焊接在PCB板上的,这会遭到周围电路中的其他元件的影响。
为了阻隔被测的电阻,一般会用户自定义的节点处添加一个维护电压,这个维护电压是经过V+端的电压缓存区来驱动的。这个维护电压能够确保从万用表过来的电压会走漏到其他的途径中去。
下面的这个比方就能够解说了六线法的作业原理:
如上图所示,在30KΩ的电阻平行的是两个电阻,一个是510Ω,一个是220Ω。在正常的电阻丈量中,这个510Ω和220Ω会让来自万用表的源电流散失掉,这样会发生一个过错的读数。经过感知这个30KΩ的电阻上的电压,然后将相同的电压衔接到510Ω和210Ω的电阻上,这样将不会有电流经过旁路。维护电压能够确保电压是跟V+端的电压是相同的,而且经过220Ω的电流是经过维护源供给的。这样的状况下,万用表就能够精确的测验这个30Ω的电阻的阻值了。
这种维护端子的电流承载才干是受经典的DMM约束的(有短路维护),所以驱动方面就会有数量的约束。
电阻衔接到4线终端的低压端,而且维护端是热熔电阻或许是Rb。由于维护源电流的存在,这个电阻是不能比Rbmin的电阻小,由于:
Rbmin=Io*Rx/0.02
这儿的Io是挑选的源电流,Rx是被测电阻。
比方说,挑选了一个330Ω的电阻,测验一个300Ω,运用的Rb的阻值最小是15Ω。
由于最大的负载电阻Ra,不存在着约束,只需挑选丈量的极性就会有作用了,由于Ra能够变成Rb和相反的。最好是设置丈量的极性,由于Ra比两个负载电阻的阻值都要高。
六线法丈量电阻是专门指定用来丈量330KΩ的电阻的,针关于比这个阻值大的状况下,六线法的装备能够运用,可是万用表应该设置成双线形式(这样会有更低的源电流)。
5.热电差错
在开关体系中由于热电效应而发生的电压是引起丈量差错,由于它会在被测电阻两头发生一个电压降。这个电压会让测验的成果比实践大或许小,在一般的运用状况下,用户需求运用一个满足大的鼓励电流来确保这个被测电压满足大到能够疏忽开关体系中引起的热电效应电压。一些万用表就带有这样的功用,能够丈量这些热电电压,而且经过某种办法来补偿它。丈量的精确度所受的影响是根据衔接处的热电反电动势和经过被测电阻的电压的份额。
6.总结
双线发丈量电阻阻值一般是用在测验引线的电阻比被测电阻的阻值小许多的运用中。这些成果关于大多数的功用测验丈量的运用是满足的了。为了消除导线电阻引起的影响,能够运用万用表的相对值丈量功用。
四线法丈量电阻阻值实质上是能够消除测验引线的电阻引起的影响,而且很适宜用在十分低的阻值的电阻丈量运用中。四线法丈量体系特别适宜用于导线的电阻是改变的状况下,比方说这个万用表是经过pickering的多路复用器或许是矩阵模块(一般都有多于100条通道)来测验的状况下,不同途径上的导线电阻是改变的。值得注意的是,四线法不适宜用于用于大电阻的丈量运用中。
六线丈量法答应电阻仍是焊接在PCB或许是其他地方,不必拆开就能够进行丈量,由于旁路的原件对它的影响能够经过必定的办法来消除去。六线法要求万用表于被测体系之间是有6条线的,所以这样的丈量办法相对来说是比较复杂的。
综上所述,在需求丈量电阻的时分,需求鉴定需求用到哪些适宜的办法才干得到最精确的作用。