原创 用数字万用表精确测量小电阻

用数字万用表精确测量小电阻

摘  要：提出用“四线”和“馈线补偿法”精确测量小电阻的方法，并给出了实验结果。
关键词：四线测量；馈线补偿；恒流
1　引言
数字万用表测量电阻是通过测量恒流源电流I流过被测电阻RX所产生的电压Vx实现的。通过对Vx数字化及小数点移位便可得到Rx的数字化值。原理框图如图1：
电阻Rx，电压测量端S1、S2通过短路线接至Hi－Lo端。数字万用表实际测量到的电阻值包括被测电阻Rx及馈线电阻RL1和RL2。当测量的电阻阻值较小时，馈线电阻产生的误差就不容忽视。如何用现有的数字万用表精确测量阻值很小的电阻是工程技术人员经常遇到的问题。
2　四线测量
四线测量是将恒流源电流流入被测电阻R的两根电流线和数字万用表电压测量端的两根电压线分离开，使得数字万用表测量端的电压不再是恒流源两端的直接电压，如图2所示。
电源运放（LM324）。当用此法测量阻值小于0.5Ω的电阻时，应确保RL完全相等（注意馈线材料，长短及焊点的大小）。
4　实验比较
比较分四组进行：①用普通数字万用表测量；②用四线测量（借助于数字万用表本身的恒流源电流）；③用四线测量（用外加的恒流源电流）；④馈线补偿测量。
对测量结果的比较可以看出，对于100Ω的电阻，普通数字万用表的测量相对误差在2%左右，随着电阻值变小，未经过改进的数字万用表的测量误差越来越大，原因主要是馈线电阻的影响；经过处理的数字表，测量5Ω电阻的相对误差在2%以下，但受恒流源电流本身稳定度的影响，②、③测量结果的准确度也不一样；而馈线补偿法测量误差最小，不管馈线电阻大小如何，其测量0．1Ω的相对误差都低于10%。