低阻和超低阻电阻测量.pptx

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。v电流电压法测量v双电桥测低阻v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v关键：采用四端引线法。v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v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。v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。v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v连接元件（插头、插孔、连接器及插座）的接触电阻；v电流控制元件（开关、继电器、断路器）的电接点所产生的电阻；v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：v表面材料的电阻率；v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）；v电流开启、断开时接点上的开路电压；v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：v选择测试电压不致使接触点发热或阻挡层击穿；v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）v测1、2端的电流和2、3端的电压。v等效电路U32=U42.第7页/共18页双电桥测低阻v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vR1、R2是阻值已知的固定电阻器，R4是标准的可变电阻器，vRx是待测电阻，vG为灵敏检流计，vE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vCn1、Cn2及Cx1、Cx2为电流接头；Pn1、Pn2及Px1、Px2为点位接头。vG为检流计，E为直流电源。vR2和R4为连动电阻，称为比例臂电阻箱；R1和R3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R3/R1=R4/R2。vRN为标准电阻，阻值很小，精度很高（万分之一精度）。R0为调节回路电流的调节电阻，阻值很小。Rx为待测电阻。RN和Rx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vRx和RN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Rx。第11页/共18页结构和材料上所采取的措施v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R0可做到1毫欧以下，R0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RN的阻值很小，精度很高（万分之一精度），采用粗锰铜线。v电桥增加一支路R3和R4，平衡指示器G不是接在Rx、RN之间，而是接在R3、R4的接点D上。第12页/共18页 v采用四端引线法，被测电阻Rx和标准电阻RN之间的接线电阻及接头Cn2、Cx2的接触电阻，均可认为包含在R0内。只要R3/R1=R4/R2，那么无论R0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R0尽可能小。vRx、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。v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v测量范围：10-12 10-7欧v目标：去除双电桥法中接线电阻的影响。v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v1.将开关K1、K2断开，调节R3或R4，使电桥平衡，v2.将开关K1合上，调节r3、r4，使电桥平衡，v3.将开关K1打开，把开关K2闭合，调节r1、r2，使电桥再次平衡，v4.反复调节，直到三次平衡过程中电阻r1 r4，R3、R4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r1 r4，R3、R4，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v谢谢各位评委和老师！谢谢各位评委和老师！第18页/共18页