电阻测量可能是最简单和最常用的测量之一,大家在中学都学过物理。然而,任何东西都可能变得不那么简单到极致,例如极小或极高的电阻测量。
在产品设计中,电阻是最常见的元件,其电阻值小至毫欧mΩ 、微欧姆uΩ,大至GΩ 和TΩ。例如,高精度电流采样电阻的r值通常仅为mΩ; 而一些高电阻器件,例如绝缘材料,具有高达数百GΩ 的电阻值。
电阻值在 Ω 到MΩ 的范围内,数字万用表可以很好地完成。然而,当遇到较小的电阻时,问题就出现了。查看下图,这是使用当前行业基准34465A六位半数字表测量10mΩ标准电阻的示例。尽管它配备了用于4线测量的卡尔文夹具,但结果还是很尴尬的!
有什么问题吗?万用表电阻测量方法是使用 “欧姆定律”,R = U/I,测量电阻元件以施加励磁电流,然后测量元件两端的电压表以计算电阻值。然而,如果我们检查万用表的产品规格,发现最大励磁电流为1mA,它在10mΩ电阻两端引起的压降将为10uV; 而万用表的最小范围是100mV,两者之间的差异是1万倍!测量误差将极其可观。
利用源表的解决之道:
如上所述,源电表具有高精度的电流源和电压测量能量,其范围和精度与六位半万用表相当。这样,我们可以注入更高的电流以获得更精确的测量结果。
100mA 注入电流的测量结果
1A 注入电流的测量结果
很明显,测量精度会随着注入电流的增大而得到提升。
视频三:
超小电阻的测量
极高电阻的测试:
用万用表测量的电阻测量范围通常低于1GΩ。如果需要测量更高的电阻或绝缘材料的直流电阻,它不是具有高电阻测试能力的高电阻仪表。
B2985A 皮安/静电计; 它可以提供1000V的测量电压和飞行安全水平的电流测量分辨率。以测量1TΩ (1x1015Ω) 的电阻为例,测试仪器对1000V的测试电压和1pA (1x10-12A) 的电流值要求很高。其他仪器,包括万用表,对此无能为力。
视频四:
高阻测量
视频五:
绝缘材料测试