高精度电阻测量方法及其应用的思考

（衡阳市第八中学 湖南衡阳 421000）

引言

在高中物理学习的过程中，电阻测量是重要的知识点，也属于知识难点。所以必须要针对电阻测量的方法进行深刻的总结与分析，这样才能够充分的发挥出学习自主性，提高实验的效率，让同学们能够直观的感受到电阻测量的意义。

一、电阻测量的方法

电阻量作为电学计量的基本单位，通过比例法可以测定电阻。在测量的过程中通过串入高精度电阻能够为整个电阻提供一定的基准，保证测量基准电阻与被测量电阻两端电压之间成正比的关系，进一步得到被测电阻值。这样通过高精度电阻测量的方法，能够消除测量差异，提高了测量的精准度[1]。

二、电压电流法和比例法测量电阻的分析与判断

图1 比例法测量原理图

首先要针对标准电阻和被测电阻进行串联，并且分别测量标准电阻和被测电阻之间的电压用油表示这时被测电阻值能够利用如下的计算公式来得到计算结果：

通过分析能够说明，利用电压测量的精度非常高，误差产生的效果较小。在测量过程中通常会给出固定值，并且不需要实时测量恒流源激励。由于负载效应会产生一定的误差，所以在进行电压电流法测量电阻的过程中对于误差的判断应该取决于激励电流产生的误差。通过利用四线测量法，能够保证数字万用表测电阻的精准度，而且比通常情况下多采用了两根馈线，通过断开电压测量端与恒流源两端的连线，恒流源与被测电阻之间就形成了完整的回路，通过输送至电压测量端的电压进行判断。并且馈线电阻对测量结果并不会产生影响，由于数字万用表输入阻抗远大于馈线电阻，所以能够说明四线测量法，测量小电阻的方面具有非常高的准确度。在针对四线测量外加恒流源的过程中，通常情况下必须要保证恒流源电流的精准度，可以采用更加稳定的恒流源电源进行工作。而且通过外加恒流源电源的大小，必须要与数字万用表，恒流源电源的数字大小相一致。而利用比例法进行测量的过程中，包括三种因素对测量结果产生影响。例如基准电阻的误差和两个电测量电压值的误差。这三个误差能够直接影响电压表的精准度，而基准电阻通过标定修正误差，测量的误差可能会受到自身的误差影响而出现误差增大的情况下，比例测量法能够消除激励源的误差影响，但是比例法的精准度与自身的仪器精准度具有非常大的关联[2]。

三、小阻值电阻和大阻值电阻高精度测量方法的讨论

1.小阻值电阻的测量

在针对小阻值电阻进行测量的过程中，由于材料组织能够受到导线电阻的影响，所以在测量的过程中必须要消除导线电阻。在材料选择的过程中可以选择粗导线来提高材料的导电效率，材料和电阻引脚的材料必须要保证一致，而且尽可能的增加接触面积，减少接触电阻。通常会利用四线制测量方法避免对导线电阻产生影响，而且四根导线应该保持一致。通过测量点来靠近电阻的电阻体。由于四根导线选择了相同材料，并且组织保持一致，所以电压表输入电阻通常情况下会超过被测电阻。

2.大阻值电阻测量

大电阻由于本身的电阻值非常大，测量仪器本身的输入电阻可以忽略不计，测量受到仪器本身的影响非常小，因此可以用万用表直接测量，精度也非常高，要注意的是需要把万用表打到相应档位。但是直接测量大电阻时，使用的是万用表内部电源，由于电阻值大，因此电流就非常小，就很容易受到电磁干扰，所以在进行大电阻测量的过程中，必须要尽可能的屏蔽干扰因素，减少电磁干扰对测量结果产生的影响，以免影响测量误差。

四、电阻测量方法的应用

通常情况下，铂电阻温度传感器由于组织较小，所以为了避免导线电阻对铂电阻测量结果产生影响，通常会利用三线制或者四线制的测量方法。通过引入恒流源激励来保证电阻两端电压阻值的稳定，进一步加强电阻值的误差计算。由于这两种方法能够有效的消除导线电阻对测量结果产生的影响，但是在恒流源激励的电阻中的准确度会受到铂电阻的温度变化的影响。所以恒流源的附带效应会导致激励电流产生变化，恒流源的误差也会直接给整个测量结果带来严重影响[3]

通过利用比例法在铂电阻温度测量过程中能够有效提高电阻测量的精确度的应用。在测量回路的过程中，通过串入标准电阻进行标定，将测量标准电阻与铂电阻的电压进行计算，能够有效的避免因为电流变化而影响的误差。再利用比率法测量的过程中，一种情况是利用具有电压的比率测量功能的数字多用表进行测量，另一种则是通过数字多用表来检测，标准电阻器和直流电子器电压降来进行计算。直接测量法能够保证标准电阻器与被测直流电阻器之间的信号同步采样，并且测量只需要简单的一次操作。数字多用表的准确度对于测量结果并不会产生影响，主要影响测量结果的因素是标准电阻的不确定性，测量线路的热电势，以及数字多用表的转换线性。

通过直接测量比率法，能够有效的针对标准电阻器机型传递。而采用间接测量法必须要分别对各个点位进行测量测量的步骤非常繁琐。必须要保证在测量过程中标准电阻器和被测直流电阻去流经电流保持恒定，通过数字万用表，还能够在短时间内进行重复测量。在测量的过程中很大一部分的误差，就是因为测量电路中的热电动势而引起的，所以必须要选择低热电势的测量导泻消除热电动势，而且还可以反转电压源或电流源的极性，进行多次重复测量，从而消除热电动势的影响。

结语

本文通过针对电阻测量的方式进行了全面的分析，能够说明在针对小电阻和大电阻的高精度测量过程中，必须要选择恰当的方法针对不同阻值不同精度和不同要求，选择合适的测量方法，更好的提高电阻测量的精准度。