阻容元件之電阻的測(cè)量方法介紹

阻容元件包括電阻、電容、電感等元件。其參數(shù)測(cè)量的方法有多種，常用來(lái)測(cè)量阻容元件的儀器有萬(wàn)用表、數(shù)字電橋、高頻Q表等。

電阻的主要物理特性是對(duì)電流成現(xiàn)阻力，消耗電能，但由于構(gòu)造上有線繞或刻槽而使得電阻存在引線電感和分布電容，其等效電路如圖5-1所示。當(dāng)電阻工作于低頻時(shí)，電阻分量起主耍作用，電抗部分可以忽略不計(jì)，即忽略L和C的影響，此時(shí)只需測(cè)出R值就可以了。但當(dāng)工作頻率升高時(shí)，電抗分量就不能再忽略不計(jì)。此外，工作于交流電路中的電阻，由于集膚效應(yīng)、渦流損耗、絕緣損耗等原因， 其等效電阻隨頻率的不同而不同。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)頻率在1kHz以下時(shí)，電阻的交流阻值與直流阻值相差不超過(guò)1x 10-4 Ω，隨著頻率的升高，其間的差值隨之增大。

電阻的等效電路

1.固定電阻的測(cè)量

1)萬(wàn)用表測(cè)量電阻

模擬式和數(shù)字式萬(wàn)用表都有電阻測(cè)量擋，都可以用來(lái)測(cè)量電阻，測(cè)量時(shí)先選擇好萬(wàn)用表

電附們的倍韋或置程范圍，然后將兩個(gè)輸入端(稱(chēng)表筆)短路調(diào)零，最后將萬(wàn)用農(nóng)并接在 被測(cè)電阻的兩端，讀出電阻值即可。

在用萬(wàn)用表測(cè)量電阻時(shí)應(yīng)注意以下兒個(gè)問(wèn)題。

(1)要防止把雙手和電阻的兩個(gè)端子及萬(wàn)用表的兩個(gè)表筆并聯(lián)在一起，因?yàn)檫@樣測(cè)得的阻值為人體電阻與被測(cè)電阻并聯(lián)后的等效電阻的阻值，而不是被測(cè)電阻的阻。在測(cè)幾千歐以上的電阻時(shí)，尤其要注意這一點(diǎn)，否則會(huì)得到誤差超出容許值的測(cè)量結(jié)果。

(2)當(dāng)電阻連接在電路中時(shí)，首先應(yīng)將電路的電源斷開(kāi)，絕不允許帶電測(cè)量電阻值。若電路屮有電容器時(shí)，應(yīng)先將電容器放電后再進(jìn)行測(cè)量。若電阻兩端與其他元件相連，則應(yīng)斷開(kāi)-端后再測(cè)量，否則電阻兩端連接的其他電路會(huì)造成測(cè)量結(jié)果錯(cuò)誤。

(3)用萬(wàn)用表測(cè)量電阻時(shí)，萬(wàn)用表內(nèi)部電路通過(guò)被測(cè)電阻構(gòu)成回路，也就是說(shuō)測(cè)量時(shí)， 被測(cè)電阻中有直流電流流過(guò)，并在被測(cè)電阻兩端產(chǎn)生一定的電壓降，因此，在用萬(wàn)用表測(cè)量電阻時(shí)應(yīng)注意被測(cè)電阻所能承受的電壓和電流值，以免損壞被測(cè)電阻。

(4)萬(wàn)用表測(cè)量電阻時(shí)，不同倍率擋的零點(diǎn)不同，每換一擋都應(yīng)重新調(diào)零，當(dāng)某一擋調(diào)零時(shí)不能使指針盞0歐姆處，則表明表內(nèi)電池電壓不足了，需要更換新電池。

(5)由于模擬式萬(wàn)用表電阻擋刻度的非線性，使得刻度誤差較大，測(cè)量誤差也較大，因而模擬式萬(wàn)用表只能作一般性的粗略檢查測(cè)量。

2)電橋法測(cè)量電阻

電橋法是利用示零電路作測(cè)量指示器，根據(jù)電橋電路平衡條件來(lái)確定阻抗值的測(cè)量方法。其工作頻率較寬，測(cè)量精度較高，可達(dá)10-4Ω，比較適合低頻阻抗元件的測(cè)量。利用該原理做成的測(cè)量?jī)x器，稱(chēng)為電橋。按照所用電源的不同，可分為直流電橋和交流電橋兩大類(lèi)。

直流電橋又稱(chēng)為惠斯登電橋，主要用來(lái)測(cè)量直流電阻，其原理構(gòu)成如圖5-2所示，R1、R2是固定電阻，稱(chēng)為比率臂，比例系數(shù)K =R1/R2，可通過(guò)量程開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié); R0為標(biāo)準(zhǔn)電阻，稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)臂;R X為被測(cè)電阻;G為檢流計(jì)。

電橋法測(cè)量電阻

測(cè)量時(shí)接上被測(cè)電阻，然后接通直流電源，調(diào)節(jié)K和R0，使電橋平衡，即檢流計(jì)指示為零，讀出K和R0的值, 即可求得Rx。

3)伏安法測(cè)量電阻

伏安法是一種間接測(cè)量法，理論依據(jù)歐姆定律R=U/I，給被測(cè)電阻施加一定的電壓， 所加電壓應(yīng)不超出被測(cè)電阻的承受能力，然后，用電壓表和電流表分別測(cè)出被測(cè)電阻兩端的 電壓和流過(guò)它的電流，即可算出被測(cè)電阻的阻值。

伏安法測(cè)量電阻的原理簡(jiǎn)單，測(cè)量方便，尤其適用于測(cè)量非線性電阻的伏安特性。伏安法有電壓表前接和電壓表后接兩種測(cè)量電路，其原理圖如圖3所示。

伏安法測(cè)量電阻

圖3(a)所示電路稱(chēng)為電壓表前接法?？梢?jiàn)，電壓表測(cè)得的電壓為被測(cè)電阻RX兩端的電壓與電流表內(nèi)阻RA、壓降之和。因此，根據(jù)歐姆定律求得的測(cè)量值為

圖3 (b)所示電路為電壓表后接法。可見(jiàn)，電流表測(cè)得的電流為流過(guò)被測(cè)電阻RX的電流與流過(guò)電壓表內(nèi)阻RV的電流之和。因此，根據(jù)歐姆定律求得的測(cè)量值為

在使用伏安法時(shí)，應(yīng)根據(jù)被測(cè)電阻的大小，選擇合適的測(cè)量電路，如果預(yù)先無(wú)法估計(jì)被測(cè)電阻的大小，可以用兩個(gè)電路都試一下，看兩種電路中電壓表和電流表讀數(shù)的差別情況, 若兩種電路中電壓表的讀數(shù)差別比電流表的讀數(shù)差別小，則可選擇電壓表前接法，即如 圖5-3 (a)所示電路;反之，則可選擇電壓表后接法，即如圖5-3 (b)所示電路。