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微电阻量测技术

来源: http://www.pandauto.com  | 发布:2012-5-31   |   整理:杨丽 | 【点击保存

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四端点测试(4-Wire Measurement)

       德国burster公司所有电阻计皆采用四端点测试法来量测低电阻,以消除因测试线及接触电阻所引起的误差;在很多案例中可发现接触电阻超出实际被测电阻的数倍以上。四端点测试法 采用两个定电流端以及两个高阻抗电压测量端来消除潜在的误差源。 一个快速、精准的负载电阻测试结果,取决于电流流经线路的电阻;下图1说明为何四端点测试法能够消除因测试线及接触电阻所引起的潜在误差原因。

        内部电流源 由于搭载内部电压调节,能够克服所有串联电阻而提供稳定的定电流;高阻抗的放大器 感测负载两端的电压降;因为几乎没有任何电流流经电压感测线,所以电压量测不受接触电阻及测试线电阻的影响而发生误差。
burster提供四端点测试所需的附件。

               

                     RL1  - 电流回路线电阻                                                                 R ü I - 电流回路接触电阻
                     RLU - 电压回路线电阻                                                                 RüU - 电压回路接触电阻
                     RX   - 被测电阻
                                                                                图1,四端点测试法

商数测试(Quotient Measurement)

       所有burster的电阻计皆采用商数测试法,商数测试是指经由利用一只内部参考电阻及其单独的电压降来取得测试电流, 而这两个数值(电压&电流)的商数值即是测试单元的电阻值(R=V/I),理论上测量值仅源自于内部的参考电阻,由于这一被动组件可制成拥有高的稳定性, 所以能够利用长期极佳稳定性及高精确度来作电阻测试。

温度补偿(Temperature Compensation)

        所有burster RESISTOMAT 系列数字式电阻计(型号:23232354除外)皆有自动温度补偿功能, 这一特性为通常受到周围温度变化影响的材料试验,模拟一个恒温环境。在温度补偿模态下,外部温度感知器自动的感测周围温度,同时补正显示的读值,实际测试的电阻值皆被控制模拟在20℃的环境。
        例如 铜和铝等材料对于10℃的温度改变,将显现出4%电阻值的差异。在RESISTOMAT 系列上您可精确地选择不同的温度系数,如:

(copper)

3930ppm/k

(aluminium)

4030 ppm/k

黄铜

(brass 63)

1500 ppm/k

黄铜

(brass 80)

1700 ppm/k

(tungsten)

4400 ppm/k

      burster采用自动温度补偿功能之前,使用者需要注意周围温度变化和手动校正读值到先前设定(通常为20℃)的基准温度。 通常测试单元的周围温度,使用外附Pt100温度传感器来记录;特殊情况下,
       必要时直接使用高温计(红外线温度计)记录测试单元的表面温度;burster2329有一模拟信号输入阜(analog input port),可读取来自外部高温计输出的线性模拟电压/电流信号。 藉由使用RESISTOMAT 系列数字式电阻计的温度补偿模态功能,可以完全消除过去沉闷、耗时和手动补偿可能引起的处理误差; 而没有温度补偿,材料 验收测试过程中,很容易发生错误的分级分类。

热起电压补偿(Thermovoltage Compensation)

       在测试回路中(测试单元和/或测试导线间)含有热起电压成份的状态下,测试结果将受到扭曲。因此 一种双极性的测试安排就在型号:230423202323等机种中被实现。在这种状态下,测试期间电流极性将被改变,同时测得电压值将被平均计算。 所有其它的装置都会执行一种所谓 零点补正(zero-compensation)的功能。那意谓在测试回路中,断续电流的电压将被测量并将测试结果进行比对(温度补偿)确认。唯有实行这种方法才能使用低电流来量测标的物并可避免测试样品内部温升。

干回路测试(Dry-Circuit Measurement)

       接点电阻的范围通常是由μΩ到数mΩ;量测此一范围的电阻需要特殊的技术和仪器,才能确保读值的精确度及再现性;此刻四端点测试法被当作典型地方式。绝缘薄膜起源于表面受到污染,对接点电阻会有不利影响。
薄膜的厚度通常由数埃(Angstrom)到数百埃之间 (1埃=10-10m )而且成份混杂多变,但是主要的组成包含金属的氧化物,硫化物和卤化物,能够引起串行电阻增加数mΩ到数Ω。如果使用过高的测试电压将会破坏绝缘薄膜,造成接点电阻错误的测量结果;通常只要30mV~100mV的电压就足以破坏绝缘薄膜,因此 试验经常被控制在干回路状态下,界定开路电压低于20mV 和试验电流低于100mA。burste的数字式电阻计2329;使用干回路测试,乃是依据DIN IEC 512 part2 -电气连续/接点电阻测试规范- (旧规范DIN 41640 part 4? 和IEC 132-1)而设计制造的。

电感测试单元(Inductive Test Units)
       德国burster的数字式电阻计,产品型号:23042316-V00002316-V0001;专为针对量测如 马达和变压器等高电感产品而设计制造。为了确保正确的量测,在仪器内部已经内建优越的应用技术,通常为提高电阻分辨率需要使用大电流来检测,但是对于感应器而言正好相反,如要更快速的取得安定测试值,则测试电流越小越好,计算公式如下:τ=(L*I )/ V
τ = 安定时间 单位秒 (5τ时间之后测试电流就稳定)
L = 被测物电感值 单位亨利(Henries)
I  = 测试电流 单位安培(Amp)
V = 测试电压 单位伏特(Volt)

                                

                                                          图2,burster2316用于测试电机线圈电阻之应用

       采用高的搭载电压及非常好的解析作为测试安排,我们可获得很好的成效;然而由于涡流效应的影响通常必须选择较高的电流范围。

       当电感测试单元(例如:马达、变压器、电缆卷筒)执行测试时,在它们内部会储存能量,万一有任何中断,无论多么短暂,这些能量会被以自然方式释放;依照它的能量可能产生一个非常高危险感应电压, 这将对操作人员和设备造成严重的损伤;因此 只有经由装置内部回路设计来控制放电才有安全的保障。通讯接口和软件(Interfaces and Software) 所有burster RESISTOMAT 系列的数字式电阻计(型号:2320-V001除外)皆有RS232接口,可在自动化制程中传送数据;另外还有一部份产品亦可追加IEEE488接口或USB接口。
产品型号:23042316-V000x2329增加一个PLC 接口,来满足在自动化制程中不同控制模态的使用要求。还有可以搭配专用计算机软件,可将测试数值以dbase的格式存在ASCII档案中,并能使用EXCEL作资料分析处理;时间、数据以及单位也都将一并同时储存记录。 产品型号:2329有一特殊装置和文件软件,可用来执行在线(On-Line)测量显示、储存数据和简易操控仪器;也能作装置设定与偏差测试。

电阻计的校验(Calibration of the Ohmmters)

       所有burster的电阻计,能够轻易地使用软件作校验,您仅需准备一些DKD(Deutscher Kalibrier-Dienst)-校验电阻,并使用导线(或最好选用burster转接器型号:2394)与装置连接;之后输入电阻值并按下启动,您便可自行执行仪器校验工作,无需送回原厂。burster 1240校验电阻,专为电阻计的检验和测试而设计;所有校验电阻都以四端点构造设计,并将额定值调至在23℃时负载<0.5瓦。 因应客户需求burster生产的校验电阻,可以随货附上 DKD校验证明,这份证明文件符合国际SI组织系统协约中,针对显示物理单位协议的国际标准。

                               

 

 

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