如何精确的测量电压和电阻(LYMEX)

yjm2000 · 发表于 2009-1-10 01:47:48

Lymex/bg2vo 2008-9-23

精确的测量电压
1、有一个好表
2、表要预热，一般要1小时，要求高的要3小时。具体预热时间多少，最好能测量出开机曲线，以便测量时做到心中有数。
3、被测电压源也要好。比如短期稳定度高、噪音小、温度系数要小
4、房间环境合适。温度不能太高或太低，湿度不能太大，不能有风，不要阳光直接照射。我国机房的标准温度是20℃，国外23℃。湿度最好能在60%或以下。
5、被测电压源也要开机预热。到底预热多长时间要具体看情况，最好也能做出开机曲线。
6、电压表要选择比较长的周期，有>10G阻抗的情况下尽量采用
7、测试线要选择好。如果电压源的输出电阻很小或者干扰不大的情况下一般不需要屏蔽。但内阻稍微大一些、干扰稍微大一些，还是屏蔽线为好。漏阻要求不高，如果电压源内阻比较小的情况下。低热电动势的插头插座并不一定要，因为普通插头插座热电动势1uV左右，在高电压（10V下）也就是0.1ppm，6位半没有必要。
8、接好后的稳定。所有接线接好后，要等待几分钟，让热量均衡后再测量。
9、读数方法，要多看几个，一致后再记录。如果最末位有小的变动，可以排除极端值以后取平均。
10、如果有参考标准源，那么再测试参考标准，比对一下自己的表的误差大小，再进行修正。
比如测试被测量量读10.0005V，而测试10.0002V的基准读10.0001V，那就知道自己的表偏低0.0001V，正确的被测试量就是10.0006V

精确的测量电阻
1到5条同上。
6、电阻表最好选择4线法，尤其是<=10k的时候。高精度测量100k也要4线，1M或以上可以用2线。
7、测试线要选择好。最好的材料是Teflon材料的4芯屏蔽线。假设你测试100k电阻，即便有10G的漏阻，对结果的影响也是10ppm很大了。
低热电动势的插头往往要求更高一些，因为测量电压一般比较小比如1V左右，这样普通插头插座热电动势的1uV左右的电压就会引起1ppm左右的误差。
当然，接好线后要等待几分钟，让热量均衡后再测量。
8、9同上
10、如果有参考标准电阻，那么最好要同时测量一下同值的标准，比对一下自己的表的误差大小，再进行修正。比如测试被测量量读10.0005kΩ，而测试10.0002kΩ的基准读10.0001kΩ，那就知道自己的表偏低0.0001kΩ，正确的被测试量就是10.0006kΩ。

附录：
一、什么是噪音？
噪音主要是0.1Hz到10Hz的低频不确定性，主要表现在测试时，最后的读数总在变动。

二、什么是短期稳定性？
短期稳定性一般指10分钟之内表的读数变化了多少。这个变化若很小，就可以在短期内测量多个标准进行比较。短期稳定性也可以认为就是重复性。

三、什么是线性？
线性就输入量和输出读数之间是否是直线的。把输入输出之间的关系画成曲线，理想情况下是一根直线。如果线性不好，就是有跳跃、有弯曲，不适合比例测量。一般6位半的表线性度为2ppm左右。也就是说，测量10V时，输出在任何时候偏离理想直线不超过20uV。
再比如输入2V读2.00000V，但输入4V读4.00007V，就是线性不好，偏离了70uV。

四、什么是传递特性？
传递特性，就是在间隔不长时间内，相继测试两个相近的量后的比较误差。
传递特性的好坏，直接与上述三个量相关。可以认为是上述三个结果之和。即：
传递特性=线性+短期稳定性+噪音
传递特性又叫比较特性，也叫转移特性。
因此，要追求好的传递特性，必须同时具备噪音低、短期稳定性好、线性好的特点。
之所以叫传递特性，是因为在标准传递、标准转移的时候常用这种比较。

五、常见万用表的几个特性如何？
34401A，噪音和短期稳定度指标2ppm，线性3ppm，传递特性7ppm，实际能在/2。
34420A，噪音和短期稳定度指标0.1ppm，线性1.3ppm，传递特性1.5ppm，实际在1ppm。
3458A，噪音和短期稳定度指标0.01ppm，线性0.1ppm，传递特性0.1ppm，实际在0.05ppm附近。（以上均为10V电压档参数）

六、万用表的老化重要吗？
老化又叫长期稳定性，一般用ppm/年来表示。
这个指标表明在一年后重新测试同一基准，读数到底变化多少。
指标当然重要，尤其是只有万用表、没有基准的时候。
但是，万用表的老化指标往往做的不太好，比如6位半的基本年差以30ppm为多，8位半的也就是3ppm到8ppm之间。
电阻档的年差更差一些，6位半的往往是100ppm，7位半的60ppm，8位半的是10ppm。
所以，要想更高精度的进行测试，只靠一个好的万用表仍然不够，因为再好的万用表的老化也赶不上好的外部基准的老化小。
基于LTZ1000和263的电压基准可以把老化做到1ppm/年的级别，而很多标准电阻，甚至是Fluke的金封电阻，能达到1-7ppm/年，都比万用表的电阻档老化小得多，更不用提老化只有10年2ppm的VHP202Z系列了。

七、基准和万用表的温度系数重要吗？
这个也很重要，尽管比不上老化，能排在第二位。
老化是不可逆的，老化的结果是不可预测的，只有你自己老化了也是不知不觉的。
但温度系数要好一些，实在不行可以用恒温环境来测试。
当然，业余条件下，没有这样的环境，就要求万用表、基准尽可能的有低的温度系数。
商品10V基准和10kΩ能做到0.05ppm/℃，是比较理想的，测试时甚至可以忽略。
高位万用表的温度系数在0.1ppm-2ppm/℃之间，温度范围变化大了就不能忽略了。假设不能改变测试环境，那么可以采用事先测试的办法，进行修正。

grn · 发表于 2009-1-11 00:25:40

好文章，此坛不错，网速很快。

grn · 发表于 2009-1-26 23:54:15

好贴，对刚入门的朋友会有很大提高。

wangqibiao · 发表于 2009-1-31 16:20:15

好文,学习了.

爱好一点 · 发表于 2009-2-19 10:13:30

学习了。

环保 · 发表于 2009-2-19 11:15:53

再看一遍，收获不少。

yjm2000 · 发表于 2009-2-21 19:25:31

弄清楚了很多基本问题！

轩尼诗 · 发表于 2009-3-9 21:10:19

学习了。

tmzdxz · 发表于 2009-3-20 15:06:03

学习了!收获不少!

晶体管大庆 · 发表于 2010-11-28 20:43:30

楼主请教fluke45测量0.22欧姆电阻结果等于0.07欧姆必须用4线测量吗用fluke8050A测量等于0.21欧姆不知我的fluke45出现问题了吗另外4线的表笔专用吗多谢！！！[s:18]

晶体管大庆 · 发表于 2010-11-28 20:49:04

用眼珠子看了一下 fluke45不带4线测量郁闷80小时

老渔夫 · 发表于 2010-12-12 19:24:14

再看一遍，收获不少。

王珏 · 发表于 2010-12-17 17:01:02

又看了一遍。

zsxlh · 发表于 2012-5-5 19:42:23

好文章，内容精彩、实用！

samchiou · 发表于 2012-5-12 10:38:36

每下必回!!!實在很高興!可以看到這麼好的知識！謝謝分享!!!

lflyy · 发表于 2012-5-25 09:38:24

学习了。

长风 · 发表于 2012-5-30 11:26:44

我公司是生产高精度贴片电阻,大功率电流检测电阻,合金电阻,防硫电阻等高端电阻,精密电容及信号型电感的企业；电阻常规尺寸：0201，0402，0603，0805，1206，1210，2010，2512，2728；电阻精度：0.01%,0.05%,0.1%,0.25% 0.5% 1%,温度系数：5PPM，10PPM，15PPM，25PPM，50PPM，功率：1/32W-3W 阻值范围：0.02毫欧-3M欧电压范围：15V-4000V 工作温度范围：-55-175度长期稳定性是15年，同时本公司还可以按客人需要制做特殊功率、特殊阻值的贴片电阻，可以免费提供样品测试；希望能帮上你的忙，谢谢 QQ:1485071258

支持

sztjhhn · 发表于 2012-7-1 22:06:43

学习!有收获!

sztjhhn · 发表于 2012-7-1 22:07:30

学习!有收获! [s:34] [s:34]

吴刚童 · 发表于 2012-7-26 10:38:25

收获许多知识

zsxlh · 发表于 2012-7-29 02:32:30

进来再学习一次。

shanghaizhulu · 发表于 2014-2-27 15:42:21

学习了，是好文章

zeng_zww · 发表于 2014-4-30 09:11:36

学习了，谢谢分享。

xinjihua · 发表于 2014-5-10 16:49:02

再看一遍，收获不少

韩亚电子 · 发表于 2016-1-15 10:39:17

收藏！

hams · 发表于 2016-4-19 00:14:03

学习了，顶贴！

hz1965 · 发表于 2016-4-21 07:46:13

好文,学习了.

巴尔叹星人 · 发表于 2016-5-11 22:22:55

学习了，好文章

ynking · 发表于 2018-11-7 16:16:03

好文章，学习了！！！

cqcqegg · 发表于 2020-7-11 21:46:55

时隔多年，通过这篇文章依然能够学到很多

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