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消除引线电阻误差方法有哪些

  问题:

  泰克吉时利源表万用表:四线测试法是什么?

  答案:

  四线测试法是目前为止最好的消除引线电阻引入误差(或将其将至最小的)的测试方案

  · 两线测量法:

  传统的电阻测量通常用的是两线测量法来进行测量,比如我们最常用的手持式万用表。测量时只需要将红黑表笔点在待测电阻的左右两端,万用表会自动添加一个激励电流或激励电压(自动激励大小与选择的档位有关,万用表中激励大小不可调)。添加激励电压的同时,测试被测件两端的电流;或者添加激励电流的同时,测试被测件两端的电压。再通过欧姆定律R=U/I 得到电阻值。

  · 其中:

  I为激励电流(测试电流)

  VM为万用表测得的电压

  RLEAD为引线电阻

  R为被测电阻

  HI 和LO为万用表的输出输入端

  测量结果为R=VM/I, 从图1的工作电路图我们可以得知这个测试结果实际上包含两部分:被测电阻R与两条引线电阻2*RLEAD。典型的引线电阻阻值大致在1毫欧到10毫欧,当然在被测电阻阻值较大的情况下,引线电阻的影响是可以被忽略的;但当被测电阻较小或者测试精度要求较高的情况下,引线电阻这项附加的误差源就不能够被忽略了。

  Rel选项:

  市面上一些新型的手持式万用表设计有rel选项(台式万用表一般都有),如吉时利台式万用表,其工作原理为:在测试测量之前先将红黑表笔短接,得到引线电阻阻值并记录此数据,稍后测得的电阻值直接减去记录中的引线电阻阻值,用这种数学方法来减小误差,提高测量精度。所得结果为:R=(VM/I) -2*RLEAD,在一般情况下,这种测量方法简便易用,精度又高于两线测量法。但实际测量过程中,引线电阻RLEAD并非定值,随着温度环境的变化,阻值也是会变化的。在Rel功能的数学计算过程中,是以按下rel选项那一时刻点的引线电阻带入计算的,如果测试员对测试测量精度有着更高的要求,建议使用四线法测量。

  · 四线测试法:

  四线测试法是目前为止最好的消除引线电阻引入误差(或将其将至最小的)的测试方案。其原理是:在两线法的基础上添加一组取样引线,用取样引线的测试结果来代替测试引线的测量结果进行计算,从而得到更准确的电阻值。

  其中:

  I为激励电流

  VM为万用表测得的电压

  RLEAD为引线电阻

  R为被测电阻

  源HI 源LO为万用表的输出激励电流端

  取样HI 取样LO为取样引线,即输入电压VM端

  在整个测试过程中取样引线上没有产生压降,所以引线电阻2*RLEAD并没有对测试产生影响。测得的电压VM和被测电阻R上的实际电压基本相同,即测量结果仍为R=VM/I。虽然取样引线上仍然有微小的电流流过,但在实际的测量中是可以被忽略的。与两线测试法相比,用四线测试法测量所得到的电阻值是不含有引线电阻的,故精度高于两线测试法。

  以吉时利2000型台式万用表举例:

  当使用两线测试法,只需要链接input 的HI 和LO端。

  当使用四线测试法,需要连接input的HI、LO、Sense HI、Sense LO 四个端口(Sense HI 和Sense LO为取样引线接口)。

  尤其需要注意:取样引线端(Sense HI 和Sense LO)应该尽可能的接近被测电阻的两端,距离越远引入的测试引线电阻就越多。如图5所示,取样引线的接触点与被测电阻之间仍有很长的一段引线,这种连接方法会增加误差。

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