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数字式万用表测电阻原理_数字万用表怎么测电阻

elecfans ·2020-08-19 00:00·电子工程世界
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数字万用表的类型多达上百种,按量程转换方式分类,可分为手动量程式数字万用表、自动量程式数字万用表和自动/手动量程数字万用表;按用途和功能分类,可分为低档普及型(如DT830型数字万用表)数字万用表、中档数字万用表、智能数字万用表、多重显示数字万用表和专用数字仪表等;按形状大小分,可分为袖珍式和台式两种。


数字式万用表测电阻原理

测量电压、电流和电阻功能是通过转换电路部分实现的,而电流、电阻的测量都是基于电压的测量,也就是说数字万用表是在数字直流电压表的基础上扩展而成的。转换器将随时间连续变化的模拟电压量变换成数字量,再由电子计数器对数字量进行计数得到测量结果,再由译码显示电路将测量结果显示出来。


逻辑控制电路控制电路的协调工作,在时钟的作用下按顺序完成整个测量过程。数字多用表(DMM)就是在电气测量中要用到的电子仪器。它可以有很多特殊功能,但主要功能就是对电压、电阻和电流进行测量,数字多用表,作为现代化的多用途电子测量仪器,主要用于物理、电气、电子等测量领域。

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数字万用表怎么测电阻_测电阻方法

在利用万用表测电阻的过程中,工程师有时需要精确测量小于100Ω的小电阻,这往往需要借助一些能够提升测量精度的技术来完成。本文在这里为各位技术人员总结了三种常见的万用表测电阻的技术,下面就让我们一起来看看吧。


四线测量法

在利用数字万用表测电阻的过程中,技术人员为了提升对小于100Ω的小电阻的精确测试,常常会用到四线测量法。所谓的四线测量法,就是将恒流源电流流入被测电阻R的两根电流线和数字万用表电压测量端的两根电压线分离开,使得数字万用表测量端的电压不再是恒流源两端的直接电压,其操作原理如图1所示。

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图1


从图1所给出的测试原理图中可以看出,在利用四线测量法完成数字万用表测电阻的精确测试过程中,这一方法比通常的测量法多了两根馈线,断开了电压测量端与恒流源两端连线。由于电压测量端与恒流源端断开,恒流源与被测电阻Rx、馈线RL1、RL2构成一个回路。送至电压测量端的电压只有Rx两端的电压,馈线RL1、RL2电压没有送至电压测量端。因此,馈线电阻RL1和RL2对测量结果没有影响。馈线电阻RL3和RL4对测量有影响,但影响很小,由于数字万用表的输入阻抗远大于馈线电阻,所以,四线测量法测量小电阻的准确度很高。


四线测量外加恒流源测量

上文中所提及的四线测量法固然能够帮助工程师完成高精度的万用表测电阻工作,不过,在四线测量过程中,其恒流源电流的精确度把握是非常关键的。在这里建议采用外加的更稳定的恒流源电流。


应注意的是,外加的恒流源电流的大小要与数字万用表恒流源电流的大小相等。我们采用的外加的恒流源电流由高精密基准电压源MAX6250、运放及扩流复合管组成,如图2所示。电压源MAX6250的温漂≤2ppm/℃,时漂ΔVout/t=20ppm/1000h。在这一测量过程中,电流I应当取800μA~1mA,R是极低温漂线绕电阻(若取I=1mA,R=5kΩ),这时I的温漂和时漂相当于MAX6250的水平。


馈线电阻补偿测量法

馈线电阻补偿法是另一种常见的万用表测电阻的高精度测量方式,在工业领域中,如果需要进行高精度的电阻测试,往往会选择采用三线制接法,使被测电阻与接地的线相接。这一测试方法的原理如图3所示。在采用这一技术进行测量时,电流I取800μA~1mA,R是极低温漂线绕电阻(若取I=1mA,R=5kΩ),这时电流I的温漂和时漂相当于MAX6250的水平。


在上图所展示的这一馈线电阻补偿测量法的操作示意图中,当恒流源电流I通过馈线2流入被测电阻,此时馈线1接地,馈线2和3分别接运放A1和A2的输入端。若两运放的增益都为1,其输出电压V1和V2可计算为:

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此时,差动放大器A3的输出电压V0可以按下式计算为:

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从上式可知,在馈线电阻补偿测量的过程中,馈线电阻上的附加电压加到A3的输入端,通过求差而消除,输出电压仅与被测电阻有关,且成线性关系。不管被测电阻大小如何,误差都能完全补偿。这也就是这一测量方法能够保障数字万用表测电阻的结果保持高精度的原因。


在这种馈线电阻补偿法测量小电阻电路中,测量精确度主要取决于恒流源电流I的精确度和馈线电阻RL的大小是否相等。电路中的运放可选用四通用单运放(LM324)。当用此法测量阻值小于0.5Ω的电阻时,应确保RL完全相等。


以上就是本文针对三种常见的数字万用表测电阻的高精度技术,所进行的总结和分享,希望对各位技术人员的日常工作有所帮助。

关键字: 数字式万用表 测电阻原理 量程转换 编辑:什么鱼 引用地址: http://news.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/ic506864.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
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