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电子测量技术设计论文 焦 作 大 学 电子测量技术设计论文 专 业 应用电子技术 班 级 应用电子技术一班 姓 名 王超士 学 号 110102113 二一三年六月八日11级应用电子一班摘要 通常阻值大于105的电阻称为高值电阻。在物理学研究和工业生产中广泛应用着各类高值电阻，需要对其测量，高值电阻常应用于分压器， X射线设备，低信号检测电路，放大电路，测试设备，高压电路等电路中，用于电路中一般起分压或者放电作用，普通电路中相当于绝缘。然而高值电阻在电路中的作用至关重要，例如：电力设备的绝缘高值电阻高起着绝缘作用，绝缘电阻下降，表示其绝缘已经受潮或发生老化和劣化，所以测量绝缘电阻可以及时发现电力设备绝缘是否存在整体受潮，整体劣化和贯通性缺陷。要想得到高值电阻的准确测量结果，提高电阻的精度，减少误差，下面给出惠普顿改进电桥测量方法，同样，提高电阻的精度，也会提高电压系数的准确度。一. 高值电阻准确测量方法（改进惠普顿电桥法）1.1惠普顿电桥的结构图如图：其中R1为电阻箱，R2、RN为已知电阻，RX为待测电阻，中间G为检流计。 1.2惠普顿电桥的工作原理工作原理：通过中间的检流计检测a、b两端的电流，入如果a、b两端的电流为0，则电桥平衡。这时可通过式（1），（2）求出待测电阻的阻值。 测量时，根据待测电阻的大致范围选择合适的比例臂RN/R2，在适当调节R1，使电桥平衡，即检流计G指针指向0，便可通过上面2个公式计算出待测电阻，由于RX的阻值太大，这样势必 会导致电流几乎无法从RX两端流过，RX两端断路。所以要用此方法测量高值电阻，关键在于如何产生标准的高值电阻。 用3只已知阻值的标准电阻（V1一个10G电阻器电压系数的典型值大约为-0.008%/V 或者- 80ppm/V。所以，如果一个测量电路需要使用高阻值电阻器的话，在进行误差分析的时候，除了考虑所有其它的时间和温度等误差因素之外，还必须考虑由电阻器电压系数所引起的误差。2.2使用6517A确定电压系数测量高电阻的电压系数需要输出电压并测量小电流。这时需要使用诸如6517A这样的静电计来进行此项测量工作。6517A具有内置的测试程序来决定电压系数。该测试在两个不同的电压之下进行电阻测量，然后计算出电压系数。电压系数显示为每伏的电阻值百分比变化量。2.3使用6517A进行电压系数测量下图4-34 是使用6517A进行电压系数测量的典型配置。为了尽量降低噪声和泄漏电阻的影响，应当将电阻器放在一个屏蔽、保护的测试夹具中。将测试夹具的屏蔽端连到静电计的LO端，再将静电计的LO 端连到源的LO端。将静电计的HI端连到电阻器的一端，将电压源的HI端连到电阻器的另一端。 首先在测试电压V1之下测量电阻器，得到R1。接着在测试电压V2之下（V2大于 V1）测量电阻器，得到R2。接着利用概述中给出的公式计算电压系数KRV。三.高值电阻器电压系数的校准方法及意义在高值标准电阻器的校准过程中，测量准确度会受到各种因素的影响。除了导线泄露电阻及其他泄露电阻、并联电容、读书稳定时间、温度系数、机械振动等因素外，其中一个比较重要的影响量就是电阻器的电压系数。我们知道，电阻器在制造过程中由于成分以及颗粒分布不均匀、不紧密等原因，当施加不同的电压时，颗粒分布和紧密度会发送变化，从而引起电阻器阻值发生变化，尤其是对于高值电阻器，这个变化尤为明显，这种现象称为电阻的电压系数。3.1电压系数电压系数常定义为：R1-电压为V1时电阻器的电阻值；R2-电压为V2时电阻器的电阻值。当K0;称此时电阻器的电压系数为正电压系数，电阻器阻值会随电压升高而变大；当K0;称此时电阻器的电压系数为负电压系数，电阻器阻值会随电压升高而变小；3.2电压系数的校准校准如下：在规定条件下：(1)对电阻器施加参比电压V0，测量此电压下的电阻值R0；(2)对电阻器施加另一电压Vx(VxV0),一般为V0的1/3至1/5)，测量此电压下的电阻值Rx;(3)计算KRV:若要得到更准确的KRV,取得较平滑的曲线，可以在0V0的范围内将V0均匀分成n个电压间隔，即进行n组同样的操作得到n个KRV，依据所得数据可以得到较平滑的KRV-V曲线，便于直观了解和准确使用KRV。也可以采用统计的方法，按下式计算KRV的平均值。综上所述，我们在高值标准器的校准和使用过程中，必须注意电压系数的影响。只有这样高值电阻器的电阻值校准结果才有意义，若有需要还可以对电压系数KRV进行校准；使用时，也应注意使用电压，若不是参比电压的允差范围内，则要根据参比电压下的电阻值R0和已获得的电压系数KRV进行相应电压下的电阻值换算。3.3获得准确电压系数意义从以上分析和校准过程得知，在实际工作中选择高值标准电阻器时，应尽可能选择电压系数较小的电阻器，才能使其具有更宽的电压使用范围、较小的电阻值变化。降低高值电阻电压系数对测量结果的影响，以得到更高的准确度。四.小结对于同一电阻器，在相同条件下，其电压系数是相对稳定的曲线。校准过程中，必须在规定的参比电压内进行，否则会影响测量结果的不确定度。若高值电阻器还需应用于其他电压下，就必须知道电阻器的电压系数，便于使用者换算。所以得到校准的高值标准电阻器的电压系数是非常有必要的，同理测得高值电阻阻值大小以便于提高电压系数的准确度也