北京樂真科技有限公司
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閱讀：356發布時間：2011-3-21
低電阻測量面臨的zui大問題在于測試夾具與待測實物電阻之間的連接性。四線式連接方法在低電阻測量中的普遍應用由原理上消除了引線電阻以及夾具與待測電阻之間的接觸電阻對測量誤差的貢獻。
然而，即便如此，四線式連接仍然無法解決無處不在的接觸熱電動勢問題。接觸熱電動勢存在于相互接觸的兩種不同材料的導體之間，并隨二者溫差增大而愈發顯著。接觸熱電動勢與相互接觸的兩導體的材料有關，通常具有1uV/C量級的溫度系數，即溫差每增大1C，接觸熱電動勢約提高1uV。
低電阻測量屬于低電壓測量，通常位于1mV或10mV量級，因此對接觸熱電動勢具有很高的敏感度。除非在恒溫條件下等待足夠長的時間使夾具與被測電阻的接觸點兩側達到相同的溫度，否則接觸熱電動勢將必然呈現顯著的誤差而影響測量準確度。另一方面，接觸面的氧化將改變接觸面兩側的材料性質，并導致接觸熱電動勢的溫度系數呈量級增大，其引發的問題在于，即使溫差很小，接觸熱電動勢也將明顯影響測量準確度。
接觸熱電動勢可視為存在于接觸界面的電壓源，串聯于接觸面兩側的材料之間。其一個重要特性在于，此電壓源的極性只決定于接觸面兩側導體的材質，而與流經電流的方向無關，并且當溫差不變時，其大小保持恒定。
采用四線式連接時，接觸熱電動勢存在于兩條電壓測量線與被測電阻的接觸點處，可等效為與被測電阻兩端電壓相串聯的兩個電壓源。當其與被測電阻兩端電壓極性一致時，表現為測量結果的正誤差，反之則呈現負誤差。
如果正、負誤差測量時刻的接觸溫差相等，則由接觸熱電動勢導致的誤差可由兩次施加相反方向電流的測量結果相減而消除。在此過程中，zui關鍵的兩個條件為相同的溫差，以及大小*相等且方向相反的施加電流。對于前者，由于溫度是相對變化較慢的物理量，因此保證溫差不變的*方法為快速，并且不能對夾具和被測電阻進行操作，否則人手攜帶的熱量將破壞溫差的初始條件。對于電流條件，如果兩次施加電流的大小有所差異，這種差異將作為誤差出現于測量結果中。
樂真科技的F2000精密直流電流源的設計適用于執行這一過程的手工測量。F2000可輸出超過50mA的直流電流，在100mOhm電阻上可產生5mV直流電壓，并且準確度達到0.05%，從而提高測量的可信度。此外，F2000通過內部繼電器切換提供正負兩個方向的輸出電流。與雙極方案相比，這種設計產生兩個大小*相同的相反極性的電流，而雙極方案往往會產生可考的誤差。電流方向的切換過程由F2000內部電路在2秒內控制完成，從而保證盡量小的溫差變化，并且電流方向切換無需操作者對夾具和被測電阻的直接接觸。通過精密電壓表對兩次電壓進行測量，并將結果相減，即可消除大部分接觸熱電動勢的影響，而將結果除2，則得到被測電阻的準確阻值。
使用F2000的另一優勢在于，電流極性切換過程中，F2000將始終保持輸出端為高阻狀態，直至切換完成，這一特性可有效避免切換過程中輸出端短暫開路產生的瞬間高電壓在切換時刻對待測電阻的沖擊。在很多自制的電流方向切換裝置中，尤其在手工切換時，此瞬間高電壓通常是造成被測電阻損傷的主要而隱秘的原因。
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