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中級(jí)會(huì)員 | 第6年

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傳感器
測(cè)試系統(tǒng)
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數(shù)據(jù)采集儀器
智能浪高儀
電源

采用不同的測(cè)量方法和連接方式對(duì)電阻進(jìn)行有效測(cè)量

時(shí)間:2022/12/6閱讀:950
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在電阻測(cè)試中我們常采用恒流測(cè)壓方法、惠斯通電橋(單臂電橋)和雙臂電橋方法。
恒流測(cè)壓方法

圖1中, r是引線電阻與接觸電阻之和;I是程控恒流電流源; V是具有很高輸入阻抗的電壓表,它對(duì)恒流電流源不產(chǎn)生分流作用。施加已知的恒定電流I,流過(guò)被測(cè)電阻R t,然后測(cè)量出電阻兩端的電壓V,當(dāng)R t>> r時(shí),根據(jù)公式Rt=V/ I就可算出電阻值。
惠斯通電橋方法

圖2中,V1,V 2是程控恒電壓源;Rstd是標(biāo)準(zhǔn)電阻; Rt是被測(cè)電阻;I是電流表。當(dāng)電橋平衡即流過(guò)電流表I的電流為零時(shí),有V1 /V2=Rstd/R t,由此可計(jì)算出Rt=R std×V2/V1 。
雙臂電橋方法

單臂電橋測(cè)量范圍為10~106 Ω,單電橋測(cè)幾歐姆的低電阻時(shí),引線電阻和接觸電阻已經(jīng)不可忽略。而雙臂電橋適用于10-6~102 Ω電阻的測(cè)量,它是改進(jìn)的單臂電橋,如圖3。將電橋中的中低電阻 Rt和R改成四端接法,并在橋路中增加兩個(gè)高阻電阻R3和R4,則大大降低了引線電阻和接觸電阻的影響。詳細(xì)介紹參見(jiàn)文獻(xiàn)[1]。

本文主要介紹恒流測(cè)壓法。當(dāng)被測(cè)電阻阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于測(cè)試引線電阻和測(cè)試探針與測(cè)試點(diǎn)的接觸電阻時(shí),采用圖1所示的兩線測(cè)試的基本方法是可行的,并且也可以獲得相當(dāng)高的測(cè)試。

電阻隔離測(cè)試技術(shù)

對(duì)于施加的恒定激勵(lì)電流能全部流過(guò)被測(cè)電阻的情況下,使用上述方法測(cè)試是很簡(jiǎn)便的,比如測(cè)試單個(gè)電阻。但我們還常常遇到被測(cè)電阻與一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)的情況,這個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)會(huì)對(duì)施加電流有分流作用,導(dǎo)致無(wú)法采用上述方法進(jìn)行測(cè)試,在這種情況下我們必須采用電阻隔離測(cè)試技術(shù),其測(cè)試電路原理如圖5。

Rt是被測(cè)電阻, R1,R2串聯(lián)后再與 Rt并聯(lián);A1,A2是高輸入阻抗、高    運(yùn)算放大器;DVA是高輸入阻抗、高    差分電壓的程控放大倍數(shù)儀用放大器,它的輸出與數(shù)模轉(zhuǎn)換ADC相連;DAC是電流輸出型數(shù)模轉(zhuǎn)換器,DAC與A1構(gòu)成程控恒流源;根據(jù)計(jì)算機(jī)控制,DAC輸出不同的恒定電流If。

A2構(gòu)成電壓跟隨電路使Vc =Vb,從而I1=0。因此計(jì)算機(jī)通過(guò)16位電流輸出型DAC設(shè)定If 就控制了流過(guò)被測(cè)電阻Rt的電流I t,再通過(guò)由DVA和ADC構(gòu)成的電壓檢測(cè)電路測(cè)試出 Rt兩端的電壓就可算出Rt 的阻值。


 極小值電阻的測(cè)量技術(shù)

對(duì)于極小阻值范圍的電阻測(cè)量可以采用圖7所示電路完成,它可以測(cè)量10~ 80mΩ的電阻。通過(guò)差分運(yùn)算放大電路,把被測(cè)電阻產(chǎn)生的微弱電壓信號(hào)放大100倍,因此實(shí)際電阻值是測(cè)量值要除以100。圖中運(yùn)放UI采用低噪聲、高速、精密運(yùn)放,如OP-37EJ,AD645或MAX400。和高電位施加線(HF)串聯(lián)的電阻R1是用來(lái)匹配電流施加模塊的    輸出負(fù)載,R2到R5采用高    高穩(wěn)定性的電阻來(lái)保證差放電路增益的穩(wěn)定,這決定了測(cè)量的    和重復(fù)性。為了保證    ,對(duì)運(yùn)放的電源電壓要求很高,電路的安裝位置要盡可能靠近被測(cè)電阻,所有探頭要盡可能短,C2,C3要盡可能靠近運(yùn)放。

 結(jié)束語(yǔ)

由于自動(dòng)測(cè)試中要不斷地改變被測(cè)電阻,同時(shí)又要根據(jù)情況靈活地選擇測(cè)試方法和連接方式 ,因此實(shí)際生產(chǎn)中是使用探針卡將被測(cè)電路與系統(tǒng)相連,通過(guò)繼電器或FET開(kāi)關(guān)組成的開(kāi)關(guān)矩陳由軟件適當(dāng)切換來(lái)提高測(cè)試速度和生產(chǎn)效率。同時(shí)在不同的測(cè)量中探針采用不同的接法,如直線四探針?lè)ê头叫嗡奶结樂(lè)?,可克服各種因素的影響,優(yōu)化測(cè)量結(jié)果。如上所述,只要我們結(jié)合被測(cè)電阻的具體情況,靈活合理地應(yīng)用上面介紹的測(cè)試技術(shù),就可以得到滿(mǎn)意的測(cè)試結(jié)果。制造出高質(zhì)量的厚、薄膜集成電路和片式電阻來(lái)。


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