低阻和超低阻电阻测量

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,低阻和超低阻的测量,关键：如何消除或减弱接触电阻和接线电阻的影响。,电流电压法测量,双电桥测低阻,三次平衡双电桥测超低阻,实例：高温超导陶瓷材料和低电阻率材料。,第,1,页,/,共,18,页,电流电压法测量,关键：采用四端引线法。,被测电阻有一对电位端纽,aa,，用于测电压；有一对电流端钮,bb,，用于通电流。,第,2,页,/,共,18,页,电流电压法测量,电流端钮的接线电阻和接触电阻不影响测量结果，只影响回路电流。,电位端的接线电阻和接触电阻虽然影响测量结果，但影响甚微。,采用通常的毫伏表,(10mV),和电流表,(10A),，可测到,1m,欧的电阻。,第,3,页,/,共,18,页,电流电压法可用于接触电阻的测试,连接元件（插头、插孔、连接器及插座）的接触电阻；,电流控制元件（开关、继电器、断路器）的电接点所产生的电阻；,电位器元件动触点的接触电阻。,第,4,页,/,共,18,页,接触电阻,对接触电阻的要求：低且稳定，使得接触电阻上的电压降不致影响电路的精度。,两个接触表面的接触电阻受下列因素影响：,表面材料的电阻率；,接点压力、面积、形状、表面条件（包括相对的清洁度、光滑度和硬度）；,电流开启、断开时接点上的开路电压；,温度及导线的热导率。,第,5,页,/,共,18,页,在测量接触电阻时，试验夹具的要求：,选择测试电压不致使接触点发热或阻挡层击穿；,应保持样品不受振动，不使正常接点压力受到变化。,第,6,页,/,共,18,页,测电位器的接触电阻（电位器接触片和电阻体之间的接触电阻）,测,1,、,2,端的电流和,2,、,3,端的电压。,等效电路,U,32,=U,42,.,第,7,页,/,共,18,页,双电桥测低阻,思想：,四端引线结构可将引线电阻和接触电阻排除在测量结果之外，因此将四端引线结构引入普通四臂电桥，从而形成双电桥。,本质上是四端引线的电桥法,第,8,页,/,共,18,页,四端引线法和电桥法,R,1,、,R,2,是阻值已知的固定电阻器，,R,4,是标准的可变电阻器，,R,x,是待测电阻，,G,为灵敏检流计，,E,为直流电源电压。,四端引线法,电桥法,平衡条件：,第,9,页,/,共,18,页,双电桥结构,C,n1,、,C,n2,及,C,x1,、,C,x2,为电流接头；,P,n1,、,P,n2,及,P,x1,、,P,x2,为点位接头。,G,为检流计，,E,为直流电源。,R,2,和,R,4,为连动电阻，称为比例臂电阻箱；,R,1,和,R,3,为连动电阻，称为测定臂电阻箱；在设计、制造和调节过程中，总是,保持,R,3,/R,1,=R,4,/R,2,。,R,N,为标准电阻，阻值很小，精度很高（万分之一精度）。,R,0,为调节回路电流的调节电阻，阻值很小。,R,x,为待测电阻。,R,N,和,R,x,均采用四端引线结构。,第,10,页,/,共,18,页,结构和材料上所采取的措施,R,x,和,R,N,均采用四端引线法，,各有两对接头：一对是电位接头，一对是电流接头。而且电流接头在电位接头的外侧。即电位的引出线只包含被测电阻,R,x,。,第,11,页,/,共,18,页,结构和材料上所采取的措施,连接标准电阻和被测电阻的导线采用短而宽的铜带线，其电阻,R,0,可做到,1,毫欧以下，,R,0,与被测电阻和标准电阻的接触电阻尽可能小，可做到,2,毫欧以下。标准电阻,R,N,的阻值很小，精度很高（万分之一精度），采用粗锰铜线。,电桥增加一支路,R,3,和,R,4,，平衡指示器,G,不是接在,R,x,、,R,N,之间，而是接在,R,3,、,R,4,的接点,D,上。,第,12,页,/,共,18,页,采用四端引线法，被测电阻,R,x,和标准电阻,R,N,之间的接线电阻及接头,C,n2,、,C,x2,的接触电阻，均可认为包含在,R,0,内。只要,R,3,/R,1,=R,4,/R,2,，那么无论,R,0,的数值如何，均不影响测量结果。在实际中，为了,减小误差，应要求,R,0,尽可能小,。,Rx,、,RN,与电源的接线电阻和接触电阻,，只对总的工作电流有影响，对,电桥的平衡无影响,。,电位接头,Pn1,、,Pn2,、,Px1,、,Px2,的接触电阻和接线电阻均与各比例臂电阻串联，分别包括在相应的比例臂支路里；流经,R1,、,R3,支路的电流比流经,RN,、,Rx,支路的电流小得多；,桥臂电阻,R1,、,R2,、,R3,、,R4,都选择在,10,欧以上，接触电阻和接线电阻对于桥臂电阻是微不足道的,，所以对测量结果的影响极小。,采用双电桥法可以测低阻的原因：,第,13,页,/,共,18,页,测低阻的双电桥,第,14,页,/,共,18,页,三次平衡双电桥测超低阻,测量范围：,10,-12,10,-7,欧,目标：去除双电桥法中接线电阻的影响。,思想：把接线电阻视为可调比例臂的一部分，通过三次平衡调节，使这种影响对电桥平衡和测量结果不起作用。,第,15,页,/,共,18,页,三次平衡双电桥测超低阻步骤,1.,将开关,K,1,、,K,2,断开，调节,R,3,或,R,4,，使电桥平衡，,2.,将开关,K,1,合上，调节,r,3,、,r,4,，使电桥平衡，,3.,将开关,K,1,打开，把开关,K,2,闭合，调节,r,1,、,r,2,，使电桥再次平衡，,4.,反复调节，直到三次平衡过程中电阻,r,1,r,4,，,R,3,、,R,4,不改变。,第,16,页,/,共,18,页,三次平衡双电桥测超低阻,在平衡过程中，去除了桥臂回路中接线电阻和接触电阻的影响，,表达式中又没有出现,r,1,r,4,，,R,3,、,R,4,，所以，测量结果中消除了,桥臂回路中接线电阻和接触电阻的影响。,第,17,页,/,共,18,页,谢谢各位评委和老师！,第,18,页,/,共,18,页,