用万用表测量高阻

stupid

bg1grn的UNILAP ISO 5kV 绝对可以称为“绝缘测试专家”，老大玩过。http://www.38hot.net/bbs/read.php?tid=1153

今天特地搜了一下，就没发现比这个表更厉害的绝缘测试仪表，最接近的beha用10kV测量，也才能测到600G，而UNILAP 则能测到30T。
些。

   
[email=30T@5kV]30T@5kV[/email]                                                                                                                                                                                                                            [email=600G@10kV]600G@10kV[/email]


那么如果没有这种绝缘表，是否测量就束手无策，下面的这篇文章，给出了解决之道。   特别声明：该文未经验证，不辨真伪，擅自模仿者，后果自负。

当前，只有少数几种数字万用表设有电导挡．电导档具有测量5M-10000M(10G)高阻的能力，而很多数字万用表，如DT830，DT890等数字万用表，没有电导挡．其高阻挡只能测量20M以下的电阻。人们常用并联电阻法测高阻，一般也只能把20M挡的测量范围扩展到100M；如果被测电阻

当前，只有少数几种数字万用表设有电导挡．电导档具有测量5M-10000M(10G)高阻的能力，而很多数字万用表，如DT830，DT890等数字万用表，没有电导挡．其高阻挡只能测量20M以下的电阻。人们常用并联电阻法测高阻，一般也只能把20M挡的测量范围扩展到100M；如果被测电阻值超过100M．用并联电阻测量的误差就比较大。     为了克服没有电导挡的数字万用表测量高阻时的不足，笔者通过反复实践及测算，总结出一种利用此类数字万用表测量高阻的方法，即“电池电压复测法”。此方法简单实用快捷方便，并且测量高阻的能力极强，若以9V叠层电池做测试电压源，其最高量限可测到900G     1. 电池电压复测法的原理     电池电压复测法的测量原理如图l、图2和图3所示。一个9v叠层电池(或 1．5v干电池)用作测试电压源。将DT830(或DT890)数字万用表置于直流电压合适的挡位如20V挡(或2V挡)测得电池的开路电压为u1，如图l所示(注意u1应取实测值)。将被测高阻Rx串人数字万用表的红表笔端后再去测电池两端的电压。设此时测得的电压为u2，如图2所示。设数字万用表直流电压挡的输入电 阻为Ri，则Ri与Rx的连接关系如图3所示。由于被测电阻Rx的阻值很大，通常Rx>Ri，因此被测电阻Rx对第二次测量电池的电压值即复测电压值u2影响很大。根据串联电阻的分压原理，u2=u1*Ri／(Ri+Rx)，再由此式求出Rx=(u1／u2-1)Ri，式中，Rx单位为兆欧；Ri一般为lOM；u1和u2的单位为伏。将Ri=lOM代人上式，可简化为：Rx=10(ul／U2-1)。     下面以9v叠层电池做电压源为例来估算电池电压复测法测量商阻的范围。     用数字万用表的直流20v挡测电池的开路电压ul，设测得U1=9v(标称电压)，由于DT830数字万用表在直流20v挡的分辨率为10mv，即0．0lV，所以u2的测量上限为U2=U1-0．0l=9-0．0l=8．99v此值为u2的最大值．所以被测高阻的下限R1为：Rl=10(U1／U2-1)=10（9/8.99-1）≈0．011M=11k     著被测电阻Rx阻值很大，则由分压公式可知用数字万用表测得的u2必然很小，应使用最低电压挡即直流200mV挡来测量  该挡的电压分辨率为0．1mV，但若被测电压小于2mV．则测量误差会显著增大：为了保证测量的准确度，应留有一定的余量，所以实际取u2的测量下限为2mv。这佯，被测高阻的上限R2为：R2=10(u1／u2-1=10（9除2*10的-3次方-1）=45G，但由于u2的最小值为0.1mV，被测电阻的最高量限为：Rmax=10(ul／u2-1)=10（9除0.1*10的-3次方-1）≈900000M=900G当被测高阻大于45G时测量误差明显增大，因此听得测量值仅供参考。     同理，也可以估算出使用1．5电池或15V叠层电池做测试电压源时电阻的测最范围，  一般情况_卜，所用电池电压越高，测量高阻的能力就越强。常见的几种型号电池采用电池电压复测法测量高阻的范围见附表。     由于数字万用表直流电压挡的输入电阻Ri较大，为10M．而被测电阻Rx更大，所以电池电压复测法测试电流极小．消耗电池电量甚微。     2．应用举例     下面列举3个实例来说明用电池电压复测法测量高阻的效果。     实例1：一只RJl4型l／4w  22M色环电阻，用DT830数字万用表的20M挡测该电阻时显示溢出“l”．说明超量程．所以改用电池电压复测法  选用6F22型9V层叠电池做为测试电压源，用DT830数字万用表直流20V档测得该电池开路电压U1=9.6V，将被测电阻串入万用表后再测该电池两端的电压u2=2．97V．     所以被测电阻Rx=lO(u1／U2-1)=22．32M。     对比验证如下：用GY-5605型数字万用表200ns电导挡测得Gx=45．0ns，所以被测电阻Rx=l／Gx：22．22M(注：lS=1／Ω，lS=10的6次方uS=10的9次方ns)。     实例2：笔者用16只RJl4型1／4w  22M色环电阻串联组合成一个高阻。已知u1=9．60V，将此被测高阻串入DT830红表笔再测9V叠层电池两端电压，测得u2=0．263V，所以被测高阻Rx=10(ul／U2-1)=355．02M。     对比验证如下：(1)用GY-5605型数字万用表200nS电导挡测得Gx=2．8ns所以被测高阻Rx=1／GX=357．14M。(2)改用R20型1．5V一号电池做测试电压源，用DT830数字万用表直流2V挡测得其开路电压u1=1．612v，然后将此被测高阻串入DT830，用直流200mV挡测得u2=43．8mV，所以被测高阻Rx=10(u1／U2-1)=358．04M     实例3：由于笔者手头无上千兆欧的高阻。于是用50只RJl4型1／4w  22M色环电阻串联组成一只GΩ级的高阻，仍用6F22型9V叠层电池做测试电压源。已知u1=9．60V，将此被测高阻串人DT830，用DT830数字万用表直流2V挡测得U2=0．085V，为了再精确一些改用直流200mV挡，测得U2=85．8mV，所以此被测高阻Rx=10(Ul／U2-1)=1108．9M=1．1089GΩ。     对比验证如下：(1)用GY-5605型数字万用表200ns电导挡测得Gx：0．9ns  所以被测高阻：Rx=1／Gx=1111．1M=1．1111G；(2)我们改用1．5V一号电池做测试电压源。用DT830数字万用表直流2V挡测得u1=1．612伏，串入被测高阻，用直流200mV挡测得u2=14．3mV，所以被测高阻Rx=10(u1／u2-1)=1117．3M=1．1173G。     需要说明的是：①选用不同标称电压的电池或不同型号的数字万用表用电池电压复测法测得的阻值可能略有差异；②电池电压复测法广泛适用于各种数字万用表，其中也包括带电导挡的数字万用表；③若数字万用表的电阻挡损坏，则可以利用电池电压复测法应急测量20k以上的电阻；④选择测试电压源时应避免使用整流电源，最好采用干电池做测试电压源。因为它的交流纹波因数为零，不会产生干扰，所以测量准确度高；⑤由于数字万用表直流电压挡的输入电阻较高，一般为10MΩ，且直流200mV挡灵敏度很高，对周围的电磁干扰非常敏感，所以在使用电池电压复测法时应远离干扰源；⑥在进行测量时，最好采用测量夹具固定被测件，而不要用手接触表笔及其连线，这样可以避免因人体感应引入干扰信号；⑦在测量5000M以上的高阻时应尽量选用15v或9V叠层电池。     测量高阻可以用来检验电容器、二极管、石英晶体等元器件以及印刷电路板、电缆线、连接器、绝缘物质的漏电程度。由于其测试电压很低，所以不会损坏被测器件。

stupid

stupid

Fluke announces acquisition of LEM Instruments

European-based test and measurement company provides increased presence in world power quality market

Everett, WA, June 27, 2005 – Fluke Corporation, the world leader in handheld test and measurement tools, announced that it has acquired LEM Instruments, a division of LEM Group.


LEM Instruments is a leading European manufacturer of test and measurement equipment including analyzers and systems for power quality applications, earth/ground testers, insulation testers, low-resistance ohmmeters, clamp meters and clamp-on power meters. LEM Instruments is also the leading supplier of high precision current probes to the automotive market.

"The acquisition of LEM Instruments is a tremendous complement to our growing electrical business," said Jim Lico, President, Fluke Corporation. "They have a strong power quality product offering in the European industrial and utility segments. Coupled with the recent introduction of the Fluke 430 Series Power Quality Analyzers, the addition of LEM Instruments gives Fluke a comprehensive product line backed by strong, global sales channels."

"LEM Instruments and Fluke share a strong commitment to understanding the needs of our customers and helping them to do their job better and faster with innovative, high-quality, easy-to-use tools," said Jan Roetman, General Manager, Fluke Europe. "The combined product offering will enable us to bring a broader range of technical solutions and innovation to the marketplace, benefiting both our channel partners and customers."

As part of Fluke’s reorganization of business operations after the acquisition of the LEM Instruments, we have decided to restructure sales operations in Canada as they relate to LEM Instruments. Under this restructuring, LEM’s Business Segments in Canada will be managed from Fluke's Canada headquarters in Mississauga, Ontario, effective immediately.

Founded in 1972, LEM Instruments designs, manufactures, markets and services its products around the world. With headquarters outside Liverpool, UK, LEM Instruments is a global organization with subsidiaries and/or representatives throughout Europe as well as North America, Japan, China and Russia.

lymex

这种方法，还算比较好用。
其实，大多数万用表带有nS档，就是这个原理。
但是要注意，这种方法测试出来的绝缘电阻，是低压下的，与绝缘表的高压下的绝缘电阻，可能相差很大，因此不能替代绝缘表。
同时，这句话也可以反过来说，绝缘表测试出的绝缘电阻，也不能替代低压下的绝缘电阻，所以这种方法还是有存在的理由。
我在某帖里用了万用表nS档同时串联一个电池，可以把nS档的灵敏度再提高10倍左右，因为nS档的开路电压才1V多点。
这种方法测试下来读数容易不稳定或者偏差比较大，主要是高阻测试容易被干扰，可以采用屏蔽法解决。

stupid

Fluke 187/189 的电导范围50ns，分辨率0.01ns，也就是说顶多能分辨100G的电阻，准确度为1%+10，已经算比较高的啦。另外，低压和高压下的绝缘电阻区别，对于我们通常的低电压应用，一般小于5V，有影响吗。

lymex

我用UT-70D，可以分辨0.001nS，也就是到1000G。
很多绝缘体的电压非线性非常严重，当然定量分析问题不大。
低压下测试很绝缘的东西，到了高压下可能就变得不那么绝缘了，这就很危险。
当然，用高压下测试的结果反过来低压用，问题就不大，如果结果可以接受的话。

stupid

引用第7楼lymex于2010-07-28 17:28发表的 :
我用UT-70D，可以分辨0.001ns，也就是到1000G。
很多绝缘体的电压非线性非常严重，当然定量分析问题不大。
低压下测试很绝缘的东西，到了高压下可能就变得不那么绝缘了，这就很危险。
当然，用高压下测试的结果反过来低压用，问题就不大，如果结果可以接受的话。

well，其实我关注这个指标，是因为传输线的RLGC模型，G就是电导，介质如FR4，或Teflon并不是完全理想的绝缘体，会有漏电流产生。通常这些介质又分为表面电阻和体电阻。FR4以Nelco N4000为例，表面电阻系数为10^7 MΩ/cm，体电阻系数为10^8MΩ/cm，Teflon以Taconic RF35为例，这两个指标分别为10^8 MΩ/cm，10^9MΩ/cm。FR4的表面电阻还是可以测试的，相当于10TΩ/cm。 还不确定此绝缘电阻用何种方法测得，但显然，传输线的应用通常不超过5V。

lymex

那最好用高阻表而不是绝缘表来测试了。
绝缘表有点类似暴力法，加大电压后对检测的灵敏度要求就低了。
如果采用类似617那样的微电流仪、高阻仪，其特点是灵敏度非常高，而且测试电压是随便可以选的。

youngliu

普及一下：电导基本单位是“西门子”，简称“西”，符号“S”，常用单位有纳西（nS）、微西（µS），毫西（mS）。

lymex

对，S应该大写。小写的s是秒。

stupid

查了一下，keithley最好的静电计6517A能测到10PΩ，最好的PTFE介质体电阻率10^10MΩ/cm，刚好够测。蓝宝石的体电阻率和PTFE相当，也是一种非常好的介质，被大量用在射频双工器，开关等地方，作为基底。


617只能测到200GΩ，远远不够。

lymex

如果这样，那么最好的这类仪器当属Keithley 642和6430，比6517还好10倍。
642的探头部分，绝缘就是用蓝宝石做的。
6517比617强的地方，是测试电压高，而电流分辨能力是一样的。
详见这里：https://bbs.38hot.net/read.php?tid=851

stupid

引用第13楼lymex于2010-07-29 08:44发表的 :
如果这样，那么最好的这类仪器当属Keithley 642和6430，比6517还好10倍。
642的探头部分，绝缘就是用蓝宝石做的。
6517比617强的地方，是测试电压高，而电流分辨能力是一样的。
详见这里：https://bbs.38hot.net/read.php?tid=851

642的确能分辨10aA的电流，但问题在于并不能用于高阻测量。可行的方法是采用恒流源，也即是说642要充当源-测量单元，有意思的是642本身的输入电阻是10PΩ。

另一个有意思的地方是，电流已经能分辨到10aA，但时间还只能到fs级别，比如RJ为45fs。

维修老菜

这个?日常维修中,基本上很难企及这么高的