数字式导体电阻测量仪表的研制和使用
时间：2011-02-14 阅读：1509
数字式导体电阻测量仪表的研制和使用 1 引言 电线电缆电性能试验方法标准，是电缆行业开展质量活动的基础标准之一。我国zui早发布 GB 764-65 “电线电缆导电线芯电阻 试验方法（直流电桥法）”； 1983 年发布 GB/T 3048.2 “金属导体材料电阻率试验”，并将 GB 764-65 修改为 .4 “导体直流电阻试验”。这两个分标准涉及的测试技术密切相关，其基础都是 IEC 60468 ： 1974 “金属材料导电率的试验方法”，其关键都是直流电阻试验。 40多年来，电性能试验方法标准经多次修改，不断完善，在电缆行业中得到广泛的应用。zui近，我们再一次对试验方法标准进行修订，除了 总结 近年来检测技术发展的成果，还 按 GB/T 1.1-2000 “标准化工作导则 第 1部分：标准结构和编写规则” 规定修改，“ 充分考虑技术水平”，并“为未来技术发展提供框架”。 修改版 GB/T 3048.2 和 .4 中规定：“……也可使用除电桥以外的其他仪器，如根椐直流电流 - 电压降直接法原理，并采用四端测量技术，具有高精度的数字式直流电阻测试仪。”这段全新的表述，在标准中认定了数字式测试仪器。可以预见，高性能的数字式直流电阻测量仪将会在电缆行业中广泛应用，使得测量工作更加快速、准确、方便。 上海远中电子仪器厂是一家专业生产厂，在行业中有较高的声誉。该厂参加 GB/T 3048 的修订工作，并于 2004 年开发 PC36 系列直流电阻测量仪。经过二年多时间的研制和改进，该仪表已正式面世 , 经国家电线电缆检验中心和上海南洋电材有限公司试用，该仪表的技术性能*修改版标准的要求。 本文主要介绍研制工作中所克服的技术难点、仪表的主要技术性能、附加功能、以及实际使用效果。 2 主要技术性能 2.1 测量范围及分辨力 IEC 60468 规定了电阻的下限值为 0.00001 Ω （ 10 -5 Ω ）， 允许测量误差 0.15% 。 这个看似简单的要求，给仪表的设计带来了新的挑战。为满足标准的全面要求， 仪表读数的有效位应不少于 4 位，这就要求仪表的zui高分辨力达到 10 -8 Ω（ 0.01 μΩ）。 综观现有的数字式低阻表 , 电阻值在 100 μΩ以下时，通常 仪表读数仅有 3 位有效数字，示值仅为该档量程的 1/20 以下，这显然是不能符合测量准确度要求的。 PC36 系列直流电阻测量仪设置了 200 μΩ量程 , 该量程的分辨力为 0.01 μΩ，当被测电阻大于 10 -5 Ω时，仪表保证有 4 位以上的有效读数，可以满足 全系列电线电缆产品的测量要求 。 2.2 测量灵敏度 *，要提高电桥测量结果的分辨力有两个途径，其一是加大测量电流，其二是提高电桥的指零装置 — 检流器的灵敏度，在数字式低阻表中情况也大致如此。由于电流加热效应以及标准电阻容许流过电流值的限制，测量电流的提高幅度是有限的，zui大值在 10A 左右，仪表的电阻测量分辨力要达到 0.01 μΩ，其电位端电压灵敏度必须达到 0.1 μ V , 而现有的数字式低阻表的zui高电压灵敏度仅 1 μ V 。为了突破这个技术难点，本 仪表的设计者采用技术特制了高灵敏、低噪声的纳伏放大器，其电位输入端的zui高灵敏度为 70.7nV （ 0.0707 μ V ） ，就电压灵敏度与噪声特性这一点来说，本仪表已经达到了 6 1/2 位高性能数字电压表所能达到的水平。高灵敏度放大器的作用就如同给电桥的检流器前加装了一台灵敏度*的光电放大器一样，实现了测量电流与同类仪表相同，而分辨力却提高 10 倍的目标。 ? 测量电流的选择 在电线电缆导体电阻的测量中，选择合适的测量电流是至关重要的，这是因为被测对象的电阻具有很高的温度系数，测量电流过大会引起导线发热，从而造成测量超差。 本仪表具有 多电流测量功能，设置了不同的测量电流可供选择。仪表设有“常规”与“低电流”两种测量状态，可以通过面板开关加以选择。其中 “常规”测量状态有六档量程，具有测量准确性高、抗干扰性能好的特点；“低电流”测量状态也有六档量程 ，具有较高的测量灵敏度与分辨力。 该性能克服了目前某些电桥与数字式低阻表测量电流不能调节，而且在个别档位测量电流偏大引起被测导体发热 , 电阻值随着测量时间的增加向上漂移的缺陷，这一点在微细导线测量时尤为重要，敬请检测人员关注。
