电阻测量系统预算

山东理工大学 毕业设计（论文）

题 目：小电阻精确测量系统设计 学 院：电气与电子工程学院 专 业： 电子信息工程 学生姓名： 丰坤 指导教师： 宋德杰

毕业设计（论文）时间：二〇一〇年三月一日～六月二十日 共十六周

摘 要

在电路测试过程中常常会碰到由于忽略某些小电阻的影响引起实验数据与理论值之间存在较大误差的情况，从而影响测试效果。例如电感器、变压器中往往存在铜电阻，地铁铁轨的电阻，扬声器连接线的电阻，过电流保护电路中的检测电阻等。所以测量这些小电阻是电子测量中的一个常见课题。

由于小电阻数值较小，一般的指针万用表无法测量出来；通常实验室里会用电桥进行测量，但电桥操作手续较烦，又不能直接读出被测电阻阻值。鉴于此，我们采用了MSP430F149单片机作为控制核心，利用单片机的优势设计了该测量系统。该测量系统可直接从LED数码管上读出所测得的电阻值，测量范围从几mΩ到1Ω之间，同时可以把测试的数据进行储存，然后经串行口送入上位机，通过上位机的强大功能，可以对所测得的数据进行分析、处理。该测试仪的测量精度高达±0.05%

电阻测量实验题归类例析

伏安法测电阻是欧姆定律的重要应用，也是中考考查的重点，命题内容主要有：实验原理，仪器、器材的选择，电压表和电流表的用法及读数，滑动变阻器的连接和作用，电路图及实物图的连接，操作步骤，记录、分析数据等。笔者对2007年各省、市中考物理试题分析发现，根据电路图或具体要求连接实物图，电压表或电流表的读数，实验过程中电路故障的排除等都是命题频率较高的知识点，而且考查的综合性很强，往往一道题同时覆盖以上多个考查点。下面，笔者对各个考查点进行归类例析，希望广大师生在学习加以注意。

一、连接电路

1．把电路图（或实物图）补充完整

例1：在用“伏安法”测量小灯泡工作时的电阻Rx的实验中，使用下列器材进行实验： A．电流表一个(量程0～0.6A，0～3A)； B．电压表一个(量程0～3V，0～15V)； C．串联的干电池三节；

D．滑动变阻器R(阻值为0～12Ω)； E．待测小灯泡Rx，(阻值约为6Ω)； F．开关一个；导线若干。则：

（1）该实验依据的原理是 (用课本中的示)；并根据题意在右上边的图1虚线方框内画出所验电路图(其中部分已画好)。

（2）根据所画的电路图，用铅笔画线代替导线．．（图2）连接完整(其中

双臂电桥测量低电阻

用惠斯顿电桥测量中等电阻时，忽略了导线电阻和接触电阻的影响，但在测量1Ω以下的低电阻时，各引线的电阻和端点的接触电阻相对被测电阻来说不可忽略，一般情况下，附加电阻约为10-5~10-2Ω。为避免附加电阻的影响，本实验引入了四端引线法，组成了双臂电桥（又称为开尔文电桥）。这是一种常用的测量低电阻的方法，已广泛的应用于科技测量中。

【实验目的】

1、了解四端引线法的意义及双臂电桥的结构； 2、学习使用双臂电桥测量低电阻； 3、学习测量导体的电阻率。

【实验仪器】

电流源、电流换向开关、检流计开关、检流计、待测电阻、可调低值标准电阻各一个，桥臂电阻四个，导线若干。

【实验原理】

1、四端引线法

电阻的阻值范围一般很大，可以分为三大类型进行测量。对于高值电阻（＞107Ω）的测量一般用兆欧表测量。测量中值电阻（10～106Ω），伏安法是比较容易的方法，惠斯顿电桥法是一种精密的测量方法。对于低值电阻（10Ω以下），若用惠斯登电桥或伏安法测量，由于连接导线的电阻和线柱的接触电阻的影响（数量级为10-2～10-5Ω），结果会产生很大误差，而接触电阻是产生误差的关键。实际上要减少接触电阻和导线电阻的数值是不容易的，要解决问题只能从线路本

9. 熟悉直流电阻测试的目的、测试方法和测试时的注意事项。

P150 第七节 直流电阻测量

直流电阻测量是电气设备试验中常见的测试项目，对判断电气设备导电回路的连接和接触情况起到重要作用。

一、测量直流电阻的意义

有些电气设备具有线圈等导电回路，例如发电机、电动机、变压器等。这些线圈的导线都包有绝缘，在制造过程中可能存在质量问题。例如导线连接接头焊接不良，或者存在匝间短路，也可能线圈的引出线与接线端子的连接拧得不紧。如果存在这些缺陷，电气设备投入运行时，可能很快发生事故；也可能在运行一段时间后，由于过负荷等原因，产生局部过热，最终导致设备事故。测量这些设备导电回路的直流电阻，就是为了及时发现线圈等导电回路的隐患，防止不合格的设备投入运行。

此外，断路器等开关设备的触头闭合不严，或者引接线的接触不良，在长期通过大电流时由于接触电阻过大而局部过热，最后导体熔化造成事故。对这些设备导电回路测量直流电阻就是为了校验开关触头是否接触良好，引接线的连接是否紧固，防止运行中接触点产生过热引起事故。

二、直流电阻测试方法

直流电阻测试的基本原理是在被测回路上施加某一直流电压，根据电路两端电压和电路中电流的数量关系，测出回路电阻。根据阻值大小判断

9. 熟悉直流电阻测试的目的、测试方法和测试时的注意事项。

P150 第七节 直流电阻测量

直流电阻测量是电气设备试验中常见的测试项目，对判断电气设备导电回路的连接和接触情况起到重要作用。

一、测量直流电阻的意义

有些电气设备具有线圈等导电回路，例如发电机、电动机、变压器等。这些线圈的导线都包有绝缘，在制造过程中可能存在质量问题。例如导线连接接头焊接不良，或者存在匝间短路，也可能线圈的引出线与接线端子的连接拧得不紧。如果存在这些缺陷，电气设备投入运行时，可能很快发生事故；也可能在运行一段时间后，由于过负荷等原因，产生局部过热，最终导致设备事故。测量这些设备导电回路的直流电阻，就是为了及时发现线圈等导电回路的隐患，防止不合格的设备投入运行。

此外，断路器等开关设备的触头闭合不严，或者引接线的接触不良，在长期通过大电流时由于接触电阻过大而局部过热，最后导体熔化造成事故。对这些设备导电回路测量直流电阻就是为了校验开关触头是否接触良好，引接线的连接是否紧固，防止运行中接触点产生过热引起事故。

二、直流电阻测试方法

直流电阻测试的基本原理是在被测回路上施加某一直流电压，根据电路两端电压和电路中电流的数量关系，测出回路电阻。根据阻值大小判断

电阻的测量方法

电阻的测量

湖南 卢小柱

随着高考体制改革的不断深入，能充分反映学生基础知识和综合能力的设计型实验题已逐步成为高考实验命题的主体方向。从97年以来的近五年高考物理实验试题都是设计型实验题，而且都是以电学实验为主。下面具体谈谈如何根据实验器材来设计实验测量电阻阻值，以供参考。 一般来讲，测量电阻(包括未知电阻Rx、电源内阻r、电流表内阻RA、电压表内阻RV以及其它各种类型的电阻等)要用到的实验方法都是中学物理中学过的基础知识，如欧姆定律、串联分流原理、并联分压原理、等效替代原理等。下面分别介绍。

1．部分电路欧姆定律法

如果已知一个电压表、一个电流表及滑动变阻器等实验器材，要求测量未知电阻Rx的值，最简单的方法就是部分电路欧姆定律法(Rx=U/I)。只需要用电压表和电流表分别测出Rx两端的电压U及通过Rx的电流I，即可求

出Rx。如图1为常见的用电流表外接法测未知电阻的电路图。

利用这一方法只需测出一组电压、电流值即可求

出Rx，是一种常用方法，但由于电压表和电流表内电

阻的影响，造成了不可避免的系统误差。 图1

2．全电路欧姆定律法

在测量电池的内电阻实验中，我们通常采用的方法是用全电路欧姆定律法( =U+Ir)。由于试题给出的器材不同，这里

大学物理实验绪论

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双臂电桥测量低电阻

大学物理实验绪论

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实验目的 了解四端引线法的意义及双臂 电桥的结构； 学习使用双臂电桥测量低电阻； 学习测量导体的电阻率。

大学物理实验绪论

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实验原理 四端引线法V r1 r2 Rx r3 r4

E 伏 安法 测 电阻 ， 接触 电阻和导线电阻 r2和 r3 数值若与 RX 为同一数 量级，或超过 RX ,不 能用此电路来测量 RX 。

将待测低电阻RX两侧的 接点分为两个电流接点 C-C和两个电压接点P-P, 消除了r2、和r3对RX测 量的影响。这叫做四端 引线法

大学物理实验绪论

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双臂电桥又名开尔文电桥，是一种测量低 值

电阻(一般在10 -5 ~ 1 之间)的常用仪 器，测量准确度较高。在测量低电阻时，连接 线的电阻、接头的接触电阻(一般为10-3 104 的数量级)都将给测量结果带来不允许的误 差。因此就必须想办法消除或减小接线电阻和 接触电阻对测量结果的影响。双臂电桥就是为 了解决这些矛盾而设计出来的。

大学物理实验绪论

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双臂电桥测量低电阻Ig=0时R1 I1 1 R2 Ps1 Rs Ps2 Cs1 G I2 3 R' R I1 2

I1R1 I s Rs I 2 R2

I1R

自动RCL(电阻电容电感)测量表

自动RCL（电阻电容电感）测量表

型号PM6303A

用 户 手

美国FLUKE公司

册

自动RCL(电阻电容电感)测量表

目录

装箱单和初始检查

1 安装和安全须知 1-1

1.1 安全须知 1-1 1.1.1 维护和维修 1-1 1.1.2 接地 1-1 1.1.3 连接 1-2 1.1.4 电压和保险管 1-2 1.2 仪器的工作位置 1-2 1.3 射频干扰抑制 1-2

2 主要特点 2-1

3 操作指导 3-1

3.1 概况

绝缘电阻及吸收比、极化指数检测

绝缘电阻试验是对变压器主绝缘性能的试验，主要诊断变压器由于机械、电场、温度、化学等作用及潮湿污秽等影响程度，能灵敏反映变压器绝缘整体受潮、整体劣化和绝缘贯穿性缺陷，是变压器能否投运的主要参考判据之一。 1． 绝缘电阻的试验原理

变压器的绝缘电阻对双绕组结构而言是表征变压器高压对低压及地、低压对高压及地、高压和低压对地等绝缘在直流电压作用下的特性。它与上述绝缘结构在直流电压作用下所产生的充电电流、吸收电流和泄漏电流有关。变压器的绝缘结构及产这三种电流的等效电路 如图所示：

图 1： 绝缘介质的等效电路

U-一外施直流电压；C1一等值几何电容；C、R一表征不均匀程度和脏污等的等值电容、电阻；Rl一绝缘电阻；iC1－充电电流；iCR一吸收电流；iRi一泄漏电流；i一总电流 (1)充电电流是当直流电压加到被试晶上时，对绝缘结构的几何电容进行充电形成的电流，其值决定于两极之间的几何尺寸和结构形式，并随施加电压的时间衰减很快。当去掉直流电压时相反的放电电流。电路中便会产生与充电电流极性

(2)吸收电流是当直流电压加到被试品上时，绝缘介质的原子核与电子负荷的中心产生偏移，或偶极于缓慢转动并调整其排列方

实验十 用双臂电桥测量低电阻

一、实验目的

1．了解四端引线法的意义及双臂电桥的结构。 2．学习使用双臂电桥测量低电阻的原理和方法。 3．学习测量导体的电阻率。 二、实验仪器及材料

DH6105型组装式双臂电桥 (杭州大杭州大华仪器制造有限公司 编号：20063631 造号：06020)，

A219直流检流计 （杭州大华仪器制造有限公司 编号：06102） RHSR四端电阻器 （杭州大华仪器制造有限公司 编号：06059） 电源换向开关DHK-1 （杭州大华仪器制造有限公司 编号：05004） 检流计开关G （杭州大华仪器制造有限公司 编号：06016） 三、实验原理 1．四端引线法

测量中等阻值的电阻，伏安法是一种比较简便的方法，惠斯通电桥法是一种精密的测量方法，但在测量低电阻时都发生了困难。这是由于引线本身的电阻和引线端点接触电阻的存在。

图10-2 伏安法测电阻 图10-3 四端引线法测低电阻

图10-2为伏安法测电阻的线路图。待测电阻Rx两侧的接触电阻和导线电阻可以等效用电阻R1、R2、R3、R4表示，通常电压表内阻较大，R1和R4对测量结果影响不大，而R2和R3与Rx串