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數(shù)字多用表電阻測量原理(萬用表測試電阻原理，干貨篇)

文章出處：摘自網(wǎng)絡(luò) 人氣：-發(fā)表時(shí)間：2022-06-18 07:36:00

高精度的臺式數(shù)字多用表大都包括兩線電阻和四線電阻兩種測量模式，甚至還有真歐姆電阻測量模式。眾所周知，四線電阻測量消除兩線電阻測量存在的引線誤差的影響。在實(shí)際應(yīng)用中，大多校準(zhǔn)器都有兩線和四線補(bǔ)償功能，消除引線誤差的影響，提高測量準(zhǔn)確度；可若是操作不當(dāng)，將導(dǎo)致錯誤的校準(zhǔn)測量結(jié)果。

兩線/四線電阻測量

數(shù)字多用表在電阻測量時(shí)，可以選擇兩線測量或者四線測量兩種模式，簡化為一個恒流源加一個電壓表的模型。恒流源產(chǎn)生的激勵電流流過被測電阻，在被測電阻兩端產(chǎn)生的伴隨電壓被數(shù)字多用表內(nèi)部的電壓表測量出來，由于數(shù)字多用表的激勵電流是已知的，利用歐姆定律它就可以計(jì)算出被測電阻的大小，并顯示在屏幕上。

在兩線電阻測量模式下，當(dāng)激勵電流流過被測電阻時(shí)，實(shí)際上數(shù)表內(nèi)部電壓表測量到的電壓不僅包括被測電阻上的電壓降，還包括測量回路中測量引線的電壓降，包括從數(shù)表面板輸入高端Input HI和輸入低端LO兩端連接到被測電阻，還有數(shù)表內(nèi)部電壓表到面板端子的引線，以及被測電阻的引出線，這些引線上的電壓降都會對測量結(jié)果造成影響。

若被測電阻是1Ω，兩根引線的誤差就可能高達(dá)20%。若是1MΩ，兩根引線的誤差約是0.2ppm，而被測的1MΩ電阻準(zhǔn)確度一般很少能到這個量級，此時(shí)引線影響通?？梢院雎圆挥?jì)，因此大電阻測量一般直接用兩線方式即可。

兩線電阻測量-引線電阻有引線

四線電阻測量-可消除引線電阻影響

要想更精確測量被測小電阻，可以選擇數(shù)字表的四線電阻測量模式。

激勵電流從數(shù)表的輸入高端Input HI和輸入低端LO兩端連接到被測電阻，而數(shù)表的感應(yīng)高端Sense HI和低端LO兩端也接到被測電阻上，期待來直接感知被測電阻上的電壓降，但實(shí)際上這條回路仍然有引線電阻。而且四線測量時(shí)，四根引線要求同種類型和長度，因此感應(yīng)回路的引線電阻和激勵電流回路的引線電阻是基本相同的。

四線測量之所以能夠消除引線電阻影響，關(guān)鍵在于直流電壓表都有一個內(nèi)阻，阻值一般都可以達(dá)到10MΩ，甚至10GΩ或1TΩ，加上很微小的引線電阻，回路仍然是10M歐以上的大電阻。這樣，當(dāng)電壓表與被測小電阻并聯(lián)時(shí)，電壓表回路吸收或流過的電流非常小，是恒流源激勵電流的數(shù)百萬或千萬分之一，因此感應(yīng)回路的引線電阻上的電壓降完全可以忽略不計(jì)，也可以說整個激勵電流都流過了被測電阻，這樣電壓表測量的就是被測電阻上的電壓降，所以借此消除了引線電阻的影響。

真歐姆電阻測量

上述四線測量線路中，實(shí)際上還有一個誤差源，那就是引線與被測電阻連接點(diǎn)的熱電勢。由于測試引線的材質(zhì)與被測電阻連接端的金屬不同，在連接點(diǎn)就會形成熱電偶效應(yīng)，隨溫度變化產(chǎn)生熱電勢，帶來誤差。因此高精度數(shù)字表如Fluke 8558A/8588A等提供了真歐姆（TruΩ）測量方式，可以消除熱電勢的影響。

采用真歐姆（TruΩ）方式時(shí)，85x8A先讓激勵恒流源正向流過被測電阻，測量其上的電壓降，然后恒流源反向再次通過被測電阻，測量其上的電壓降。由于兩次測量激勵恒流源實(shí)際為同一恒流源，大小相同，只是方向相反，因此被測電阻上的電壓降兩次測量中極性相反，大小相同，而熱電勢并不隨回路激勵電流的方向改變而改變極性，所以用第一次測量結(jié)果減去第二次測量結(jié)果得到兩次測量絕對值的和，將此絕對值的和除以2，所以通過運(yùn)算得到一個消除熱電勢影響后的電阻值。