【儀商網(wǎng)-儀器儀表應(yīng)用】數(shù)字萬用表可以多種方式測(cè)量電阻。選擇的測(cè)量方法會(huì)影響測(cè)量精度。本文說明了三種不同的測(cè)量模式如何運(yùn)行及其局限性。
兩線測(cè)量
兩線測(cè)量可以使用簡(jiǎn)單的2線歐姆方法進(jìn)行許多電阻測(cè)量。
要使用DMM進(jìn)行測(cè)量，只需將V +連接到電阻的一端，將V-連接到另一端，然后將DMM設(shè)置為測(cè)量電阻。DMM為電阻器提供恒定電流源，并且電表測(cè)量其兩端的電壓，該電壓與電阻成正比。
如上方簡(jiǎn)化圖所示，由于測(cè)得的電壓跨越了導(dǎo)線的負(fù)載和電阻，因此導(dǎo)線電阻會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。該誤差在低電阻測(cè)量中最顯著，通常僅在低于30 kOhms的電阻時(shí)才需要考慮-但需要關(guān)注的確切值取決于所需的精度。
可以通過使用DMM上的相對(duì)功能來校正引線電阻對(duì)測(cè)量的影響。
要進(jìn)行校正，應(yīng)先將V，+和V- 測(cè)試引線連接在一起，然后執(zhí)行相對(duì)功能，以消除任何引線電阻誤差。讀數(shù)將從測(cè)試導(dǎo)線的讀數(shù)更改為0歐姆。
現(xiàn)在，將相對(duì)于兩條引線末端的新測(cè)試參考平面，測(cè)量放置在測(cè)試引線末端之間的任何電阻。
如果用戶進(jìn)行上述測(cè)量（例如），則必須使用300 k歐姆的屏蔽或扭曲導(dǎo)線，以避免由于導(dǎo)線上的信號(hào)拾取而導(dǎo)致讀數(shù)不穩(wěn)定。隨著待測(cè)電阻的增加，拾音問題變得更加嚴(yán)重。
四線測(cè)量
四線電阻測(cè)量非常適合用于測(cè)量低阻值的電阻，因?yàn)镈MM能夠消除引線的影響，而無需訴諸相對(duì)功能。校正是完全自動(dòng)的。
在四線測(cè)量中，V +和V-端子仍通過測(cè)試導(dǎo)線將電流提供給電阻器。V +和V-兩端的電壓降由引線電阻和被測(cè)電阻的總和決定。
感測(cè)線連接到電阻器的端子，并測(cè)量電阻器兩端的電壓，它不包括測(cè)試引線（或用于將DMM連接到UUT的開關(guān)系統(tǒng)）兩端的電壓，并且電壓表的輸入阻抗足夠高，不會(huì)導(dǎo)通任何電流或不會(huì)從Rlead產(chǎn)生誤差電壓。因此，讀數(shù)僅取決于電阻，實(shí)際上與測(cè)試引線電阻無關(guān)。
四線測(cè)量可產(chǎn)生非常準(zhǔn)確，可重復(fù)和穩(wěn)定的電阻測(cè)量值，特別適合于低值測(cè)量，甚至低至10兆歐。由于輸入阻抗和電壓表的泄漏電流可能會(huì)影響讀數(shù)，因此它不太適合高阻值的測(cè)量。
六線測(cè)量
如果要測(cè)量的電阻與其他電阻并聯(lián)，則使用六線測(cè)量。這是在ATE系統(tǒng)中要在PCB上就地測(cè)量電阻的常見問題。
該技術(shù)通過在用戶定義的節(jié)點(diǎn)上保持保護(hù)電壓來隔離被測(cè)電阻，該保護(hù)電壓由來自V +端子的電壓緩沖器驅(qū)動(dòng)。保護(hù)電壓可確保來自DMM的恒定電流源不會(huì)將電流轉(zhuǎn)移到備用路徑中。
以下是其工作方式的示例：
假設(shè)一個(gè)30 kohm的電阻與兩個(gè)串聯(lián)的電阻（510 ohm和220 ohm，如圖3）并聯(lián)，在正常電阻測(cè)量中，510 ohm和220 ohm會(huì)分流大部分DMM Ohms源電流，從而導(dǎo)致閱讀不準(zhǔn)確。
通過感測(cè)30kohm電阻頂部的電壓，然后將相同的電壓施加到510ohm和220ohm的結(jié)點(diǎn)，就不會(huì)有電流流過分流路徑。保護(hù)器已迫使結(jié)點(diǎn)與V +處的電壓相同，并且保護(hù)源將提供通過220歐姆電阻器所需的電流。由于電流Is流過30kOhm的電阻，因此DMM可以精確地測(cè)量30 kohm的電阻。GuardForce終端的電流能力在典型的DMM上受到限制（并且具有短路保護(hù)），因此可以實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)量受到限制。
連接在四個(gè)電線端子的低端和保護(hù)點(diǎn)之間的電阻是負(fù)載電阻或Rb。由于保護(hù)源電流的限制，該電阻不能低于Rbmin：
Rbmin = Io * Rx / 0.02，
其中Io是選定范圍內(nèi)的歐姆源電流
Rx是被測(cè)電阻。
例如，選擇330歐姆范圍并測(cè)量300歐姆電阻會(huì)在Rb上施加至少15歐姆或更大的限制。
由于頂部負(fù)載電阻器Ra沒有施加此限制，因此選擇測(cè)量極性會(huì)有所幫助，因?yàn)镽a可以變?yōu)镽b，反之亦然。最好將測(cè)量極性設(shè)置為使Ra為兩個(gè)負(fù)載電阻中的較高者。指定六線方法以測(cè)量330 kohms的電阻，對(duì)于此范圍內(nèi)的電阻，可以保持六線配置，但DMM應(yīng)設(shè)置為兩線測(cè)量模式（其源電流較低）。
熱電誤差
開關(guān)系統(tǒng)中由熱電效應(yīng)產(chǎn)生的電壓會(huì)導(dǎo)致電阻測(cè)量誤差，因?yàn)樗鼈儠?huì)在被測(cè)電阻兩端的壓降中引入誤差。電壓可能導(dǎo)致觀測(cè)值高于或低于實(shí)際值，一般而言，用戶應(yīng)使用足夠的勵(lì)磁電流，以確保測(cè)得的電壓足夠大，從而可以忽略開關(guān)中的熱電壓。一些數(shù)字萬用表可能還包括測(cè)量熱電電壓并補(bǔ)償其影響的功能。對(duì)測(cè)量精度的影響取決于連接中的熱電EMF（尤其是繼電器）的比率以及被測(cè)量時(shí)電阻兩端的電壓。
總結(jié)
當(dāng)測(cè)試引線的電阻遠(yuǎn)小于被測(cè)電阻時(shí)，通常使用兩線歐姆測(cè)量。對(duì)于大多數(shù)功能測(cè)試測(cè)量而言，結(jié)果通常足夠好。為了消除與兩線歐姆測(cè)量中的測(cè)試引線電阻相關(guān)的誤差，可以使用“相對(duì)”操作，或者測(cè)試系統(tǒng)可以提供該功能。
四線測(cè)量實(shí)質(zhì)上消除了系統(tǒng)的測(cè)試引線電阻，在測(cè)量低阻值電阻器時(shí)非常有用。當(dāng)引線電阻發(fā)生變化時(shí)，四線制特別有用，因?yàn)槔?，?shù)字多用表通過多路復(fù)用器或矩陣切換，而每個(gè)路徑的引線電阻都不相同。測(cè)量高電阻值時(shí)，應(yīng)避免使用4線法。
六線測(cè)量可以使電阻器在原位進(jìn)行測(cè)量，而電阻可能會(huì)被其他組件分流。它要求將DMM連接到被測(cè)設(shè)備的交換系統(tǒng)提供6個(gè)連接，因此會(huì)增加交換系統(tǒng)的復(fù)雜性。
