阻容元件之電阻的測量方法介紹

阻容元件包括電阻、電容、電感等元件。其參數(shù)測量的方法有多種，常用來測量阻容元件的儀器有萬用表、數(shù)字電橋、高頻Q表等。

電阻的主要物理特性是對電流成現(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，電阻分量起主耍作用，電抗部分可以忽略不計，即忽略L和C的影響，此時只需測出R值就可以了。但當(dāng)工作頻率升高時，電抗分量就不能再忽略不計。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。實驗表明，當(dāng)頻率在1kHz以下時，電阻的交流阻值與直流阻值相差不超過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.固定電阻的測量

1)萬用表測量電阻

模擬式和數(shù)字式萬用表都有電阻測量擋，都可以用來測量電阻，測量時先選擇好萬用表

電附們的倍韋或置程范圍，然后將兩個輸入端(稱表筆)短路調(diào)零，最后將萬用農(nóng)并接在 被測電阻的兩端，讀出電阻值即可。

在用萬用表測量電阻時應(yīng)注意以下兒個問題。

(1)要防止把雙手和電阻的兩個端子及萬用表的兩個表筆并聯(lián)在一起，因為這樣測得的阻值為人體電阻與被測電阻并聯(lián)后的等效電阻的阻值，而不是被測電阻的阻。在測幾千歐以上的電阻時，尤其要注意這一點，否則會得到誤差超出容許值的測量結(jié)果。

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

(3)用萬用表測量電阻時，萬用表內(nèi)部電路通過被測電阻構(gòu)成回路，也就是說測量時， 被測電阻中有直流電流流過，并在被測電阻兩端產(chǎn)生一定的電壓降，因此，在用萬用表測量電阻時應(yīng)注意被測電阻所能承受的電壓和電流值，以免損壞被測電阻。

(4)萬用表測量電阻時，不同倍率擋的零點不同，每換一擋都應(yīng)重新調(diào)零，當(dāng)某一擋調(diào)零時不能使指針盞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)由于模擬式萬用表電阻擋刻度的非線性，使得刻度誤差較大，測量誤差也較大，因而模擬式萬用表只能作一般性的粗略檢查測量。

2)電橋法測量電阻

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

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

電橋法測量電阻

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

3)伏安法測量電阻

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

伏安法測量電阻的原理簡單，測量方便，尤其適用于測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量電路，其原理圖如圖3所示。

伏安法測量電阻

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

圖3 (b)所示電路為電壓表后接法?？梢姡娏鞅頊y得的電流為流過被測電阻RX的電流與流過電壓表內(nèi)阻RV的電流之和。因此，根據(jù)歐姆定律求得的測量值為

在使用伏安法時，應(yīng)根據(jù)被測電阻的大小，選擇合適的測量電路，如果預(yù)先無法估計被測電阻的大小，可以用兩個電路都試一下，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。