PC36 係列直流電阻測量儀

隨著電子技術的飛速發展，數字式測量技術在電線電纜測試領域得到了越來越廣泛的應用， 在現有的國家標準中，已經規定了可以采用電橋以外的其它電子測量儀(yi) 器作為(wei) 導體(ti) 直流電阻的測試設備，可以預見在不遠的將來，各種高性能的數字式直流電阻測量儀(yi) （數字式低阻計）將會(hui) 逐步取代該領域中雙臂電橋的地位，使得測量工作更加快速、準確、方便。於(yu) 2004 年開始研製 PC36 係列直流電阻測量儀(yi) ，作為(wei) 一種電線電纜電性能試驗的設備，該儀(yi) 表的設計目標如下：

1.表的主要技術性能：測量範圍、測量電流、準確度、靈敏度、分辨力等應全麵滿足國家標準 GB/T3048.2 《電線電纜電性能試驗方法 第 2 部分：金屬材料電阻率試驗》 及 GB/T3048.4 《電線電纜電性能試驗方法 第 4 部分：導體(ti) 直流電阻試驗》 中對電阻測試設備的各項技術要求。

2.為(wei) 了方便用戶操作，在儀(yi) 表的附加功能中添置了 GB/T3048.2 及 GB/T3048.4 推薦的一些特殊功能及測量方法，如反向電流測量、倍率電流測量、熱電勢平衡、導線溫度校正等功能。

3.儀(yi) 表有幾種派生型號，以適應不同規格電線電纜生產(chan) 廠的需要。儀(yi) 表的技術指標和功能設置以適應標準的要求為(wei) 主，以滿足用戶的需要為(wei) 主，做到既是充分的又是必要的，力爭(zheng) 實現較高的性能價(jia) 格比。

    經過一年多時間的研製、試用和改進，該儀(yi) 表已正式麵世 , 其間得到了上海電纜研究所與(yu) 上海南洋電材有限公司的大力支持和幫助。經測試，儀(yi) 表的技術性能*達到了設計目標。本文主要介紹該儀(yi) 表的特點、研製工作中所克服的技術難點、儀(yi) 表的主要技術性能、附加功能、基本參數以及實際使用效果。

1 主要技術性能 1.1 測量範圍及分辨力 在 GB/T3048.2 5.2.1 條規定了導體(ti) 電阻測量的下限值為(wei) 10 -5 Ω，這個(ge) 看似簡單的要求給儀(yi) 表的設計帶來了新的挑戰， 10 -5 Ω數量級的電阻是個(ge) 什麽(me) 概念？截麵在 172mm 2 至 1724mm 2 範圍內(nei) 的 1m 長的銅導線在 20 ℃ 時的電阻值就落在 10 -5 Ω數量級範圍內(nei) （ 10.0—99.9 μΩ ） ， 考慮到GB/T3048.2 中電阻率測試允許誤差 0.15% 及 GB/T3048.4 中導體(ti) 電阻測試允許誤差 0.5% 的要求，儀(yi) 表讀數的有效位應不少於(yu) 4 位，（ 3 位有效讀數在zui不利的情況下，zui後一位變化 1 個(ge) 字的量化誤差，可能造成 1% 的測量誤差），這就要求儀(yi) 表的zui高分辨力達到 10 -8 Ω（ 0.01 μΩ）。

綜觀現有的數字式低阻表 , 水平zui高的如 SB2232 型直流電阻測量儀(yi) 、 ZY9858 型數字微歐計等，其zui低量程為(wei) 2 m Ω， zui高分辨力為(wei) 0.1 μΩ， 如果測量截麵超過 172mm 2 1m 長的銅導線，電阻值在 100 μΩ以下， 儀(yi) 表讀數僅(jin) 有 3 位有效數字，示值僅(jin) 為(wei) 該檔量程的 1/20 以下，這顯然是不能符合測量準確度要求的。由此可見，現有的數字式低阻表的測量範圍和分辨力尚不能滿足全係列電線電纜的測量要求，必須進一步提高。 PC36 係列直流電阻測量儀(yi) 設置了 200 μΩ量程 , 是現有產(chan) 品的十分之一 , 該量程的分辨力為(wei) 0.01 μΩ，是現有產(chan) 品的十倍，當被測電阻大於(yu) 或等於(yu) 10 -5 Ω時，儀(yi) 表保證有 4 位以上的有效讀數，可以滿足 全係列電線電纜的測量要求 。

1.2 測量靈敏度 電線電纜測試人員都知道，要提高電橋測量結果的分辨力有兩(liang) 個(ge) 途徑，其一是加大測量電流，其二是提高電橋的指零裝置 — 檢流器的靈敏度，在數字式低阻表中情況也大致如此。由於(yu) 電流加熱效應以及標準電阻容許流過電流值的限製，測量電流的提高幅度是有限的，zui大值在 10A 左右，根據歐姆定律： R=U / I ，在 I = 10A 的測量電流下，儀(yi) 表的電阻測量分辨力要達到 0.01 μΩ，儀(yi) 表的電位端電壓靈敏度必須達到 0.1 μ V , 比現有的數字式低阻表的zui高電壓靈敏度 1 μ V 提高了 10 倍。為(wei) 了達到這個(ge) 目標，本 儀(yi) 表的設計者采用技術特製了高靈敏、低噪聲的納伏放大器，其電位輸入端的zui高靈敏度為(wei) 70.7nV （ 0.0707 μ V ） ，就電壓靈敏度與(yu) 噪聲特性這一點來說，本儀(yi) 表已經達到了 6 1/2 位高性能數字電壓表所能達到的水平。高靈敏度放大器的作用就如同給電橋的檢流器前加裝了一台靈敏度*的光電放大器一樣，實現了測量電流與(yu) 同類儀(yi) 表相同，而分辨力卻提高 10 倍的目標。