通常使用的萬用表（無論是指針式還是數字式）當測量低於一歐姆電阻的時候就不準確了

，甚至有的萬用表對於小於10歐ou姆mu的de電dian阻zu讀du數shu都dou有you很hen大da的de跳tiao動dong。這zhe種zhong情qing況kuang，需xu要yao借jie助zhu於yu四si線xian低di阻zu值zhi歐ou姆mu表biao來lai精jing確que測ce量liang。實shi際ji上shang，隻zhi要yao你ni的de萬wan用yong表biao可ke以yi精jing確que測ce量liang到dao毫hao伏fu直zhi流liu電dian壓ya，便bian可ke以yi相xiang當dang準zhun確que的de測ce量liang低di阻zu值zhi電dian阻zu了le。

 

▲ 一些低阻值的器件

 

01 測量方案

 

測量低阻器件所需要的設備：

 

●   可以測量V,mV和電阻的數字萬用表；

●   220歐姆的電阻，或者其它阻值相近的電阻；

●   5V穩壓電源（交流適配器，台式電源，或者7805穩壓電路）

●   0.1uF, 10uF電容
，以及麵包板。

 

5V電源需要在測量過程中保持恒定
，否則就會影響測量的精度。實際上
，大部分帶有穩壓功能的電源都可以滿足要求。

 

●   測量時，電路需要保持穩定，沒有開關打開和閉合的動作
；

●   使用不同尺寸和容量的電容來平滑工作電壓；

●   選擇22mA左右的工作電流
，不要超過100mA
，也不要小於5mA。

 

至於工作電壓本身的準確性倒是不影響測量精度，任何在4.5V~5.5V範圍內
，隻要保持恒定都能夠得到不錯的測量結果。

 

▲ 測量低阻值器件電路示意圖

 

●   電源的+5V和GND連接到麵板包的頂部和底部的雙槽內
；

●   上下各使用C1(0.1uF), C2(10uF)來對工作電源濾波；

●   R1（220歐姆）是已知的電阻，連接在+5V和R2上；

●   R2是被測低阻值電阻，連接R1至GND
；

 

實際上上麵的電路是一個簡單的電壓分壓電路，流經R1
，R2的電流相同。當測量R1，R2兩端電壓之後，便可以知道R2與R1的比值，進而可以計算出R2的阻值了。

 

上麵是將被測電阻R2直接插在麵包板上進行測量。可以使用鱷魚嘴夾將R2引出麵包板，並且可以測量其他器件（引線、表貼器件、點火器等）。

 

02 已知電阻

 

在前麵測量方案中，R1是已知電阻。最好選用大功率、低溫漂係數的電阻。通常情況下5%精度的電阻就可以滿足要求。

 

根據歐姆定律，5V電壓施加在220歐姆的電阻上，會產生0.114W（1/10W）的功率，形成熱量消耗在R1上。當R1溫度升高後，對於低溫度係數（小於±50ppm）的阻值變化小於普通電阻（溫度係數大於±100ppm）。所以，使用大功率（保證其溫度變化小）
，低溫度係數的穩定電阻R1是提高測量精度的關鍵。

 

選用1/2W的金屬膜1%精度的220歐姆，溫度係數為50ppm，或者3W,20ppm,220歐姆的繞線電阻都可以滿足測量的需求。下麵的測量實驗中
，采用了及其普通的5% 1/4W
，350ppm，220Ω的碳膜電阻。

 

在將R1插入麵包板之前
，使用萬用表測量它的阻值。不要在R1插到麵包板之後再測量
，這樣會使得讀數不準。

 

▲ 使用萬用表讀出R1的阻值

 

實際上，隻要讀數穩定

，至於具體電阻的數值是多少並不會影響最終的測量結果。通常保證該阻值在200~240之間即可。

 

將測量的結果記錄下來之後，再把R1接入麵包板。

 

03 測量樣品

 

為了驗證測量電路的原理和測量過程的正確性，可以先從能夠被萬用表電阻精確測量的電阻測試起。比如可以先使用一個10歐姆的電阻作為R2進行測量。

 

打開5V電源，測量R1兩端電壓，比如在這裏它的讀數為4.7696V。

 

▲ 測量R1兩端電壓：4.7696V

 

由於R1比R2的阻值（10歐姆）大得多，所以在R1上的電壓比較大
，應該大於4.5V。

 

接著
，測量R2兩端電壓
，這個電壓通常小於0.5V。所suo示shi選xuan擇ze萬wan用yong表biao直zhi流liu電dian壓ya的de毫hao伏fu檔dang來lai測ce量liang。如ru果guo使shi用yong普pu通tong的de伏fu特te檔dang位wei來lai測ce量liang，可ke能neng所suo獲huo得de電dian壓ya數shu值zhi精jing度du會hui降jiang低di。大da多duo數shu數shu字zi萬wan用yong表biao都dou會hui包bao含han有you毫hao伏fu和he伏fu特te兩liang個ge檔dang位wei。

 

比如在下麵的測量中，R2上的電壓為216.64mV。

 

▲ 使用毫伏檔位測量未知電阻R2上的直流電壓

 

根據上麵測量結果可以計算出R2的阻值。

 

 

這個結果符合實際情況。剛才測量的R2是一個5%精度的電阻

，也就是說它的阻值應該在9.5~10.5歐姆之間。

 

▲ 直接使用萬用表測量R2的阻值

 

如果直接使用萬用表的電阻檔
，可以測量R2的阻值為9.9Ω

，這與前麵測量的結果相當的符合。

 

04 測量一些常見的低阻值器件

 

使shi用yong上shang述shu方fang法fa對dui本ben文wen一yi開kai始shi圖tu中zhong的de低di阻zu值zhi器qi件jian進jin行xing測ce量liang。這zhe些xie低di阻zu值zhi器qi件jian中zhong有you些xie已yi經jing是shi毫hao歐ou級ji別bie的de電dian阻zu，使shi用yong萬wan用yong表biao根gen本ben無wu法fa讀du出chu有you效xiao的de阻zu值zhi。

 

在測量的時候
，測量R2電壓的時候盡可能靠近器件管腳的根部
，否則就會使得測量得到的電阻包含了器件引腳的電阻了。下麵是測量的一些結果：

 

 

可以看到所有測量結果都在實際期望阻值範圍內。

 

05 改進

 

將R1更geng換huan成cheng更geng大da功gong率lv更geng加jia穩wen定ding的de繞rao線xian電dian阻zu，可ke以yi大da大da提ti高gao測ce量liang阻zu值zhi的de數shu量liang。在zai測ce量liang過guo程cheng中zhong
，保bao持chi環huan境jing溫wen度du的de穩wen定ding性xing也ye很hen重zhong要yao。比bi如ru在zai白bai天tian高gao溫wen下xia，和he晚wan上shang低di溫wen下xia測ce量liang器qi件jian的de阻zu值zhi會hui相xiang差cha1%左右。

 

對於碳膜電阻
，具有較大的溫度係數。在不同的溫度下阻值相差較大。

 

為了提高測量精度，最好：

 

●   使用更高功率，低溫度係數的電阻作為R1；

●   在測量前，最好等待兩分鍾使得測量器件達到熱平衡，組織穩定後在進行測量。

 

▲ 大功率低溫度係數的繞線電阻

 

對於大功率、低溫度係數的電阻在通常室溫範圍內，220歐姆的阻值通常變化不超過十分之一歐姆。

 

參考資料

 

[1] Measuring Resistances Less Than 1Ohm: https://www.robotroom.com/Measuring-Low-Resistances.html

 

 

推薦閱讀：