黄铜金属电阻率仪

黄铜金属电阻率仪

产品型号：GEST-123

黄铜金属电阻率仪

能试验的专用设备，该仪表的设计目标如下：

到既是充分的又是必要的，力争实现较高的性能价格比。经过一年多时间的研制、试用和改进，该仪表已正式面世 ,。经测试，仪表的技术性能*达到了设计目标。本文主要介绍该仪表的特点、研制工作

中所克服的技术难点、仪表的主要技术性能、附加功能、基本参数以及实际使用效果。

1 主要技术性能 1.1 测量范围及分辨力在 GB/T3048.2 5.2.1 条规定了导体电阻测量的下限值为 10 -5 Ω，这个看似简单的要求给仪表的设计

带来了新的挑战， 10 -5 Ω数量级的电阻是个什么概念？截面在 172mm 2 至 1724mm

2 范围内的 1m 长的铜导线在20 ℃ 时的电阻值就落在 10 -5 Ω数量级范围内（ 10.0—99.9 μΩ ) ，考虑到GB/T3048.2 中电阻率测试允许误差 0.15% 及 GB/T3048.4 中导体电阻测试允许误差 0.5% 的要

求，仪表读数的有效位应不少于 4 位，（ 3 位有效读数在最不利的情况下，最后一位变化 1 个字的量化误差，可能造成 1% 的测量误差），这就要求

仪表的最高分辨力达到 10 -8 Ω（ 0.01 μΩ）。

综观现有的数字式低阻表 , 水平最高的直流电阻测量仪、 数字微欧计等，其量程为 2 m Ω，最高分辨力为 0.1 μΩ，如果测量截面超过 172mm 2 1m 长的铜导线，电阻值在 100 μΩ以下，仪表读数仅有 3 位有效数字，示值仅为该档量程的 1/20 以下，这显

然是不能符合测量准确度要求的。由此可见，现有的数字式低阻表的测量范围和分辨力尚不能满足全系列电线电缆的测量要求，必须进一步提高。直流电阻测量仪设置了 200 μΩ量程 , 是现有产品的十分之一 , 该量程的分辨力为 0.01 μΩ，是现有产品的十倍，当被测电阻大于或等于 10

-5 Ω时，仪表保证有 4 位以上的有效读数，可以满足全系列电线电缆的测量要求。

1.2 测量灵敏度电线电缆测试人员都知道，要提高电桥测量结果的分辨力有两个途径，其一是加大测量电流，其二是提高电桥的指零装置—检

流器的灵敏度，在数字式低阻表中情况也大致如此。由于电流加热效应以及标准电阻容许流过电流值的限制，测量电流的提高幅度是有限的，最大值在

10A 左右，根据欧姆定律： R=U / I ，在 I = 10A 的测量电流下，仪表的电阻测量分辨力要达到 0.01 μΩ，仪表的电位端电压灵敏度必须达到 0.1

μ V , 比现有的数字式低阻表的最高电压灵敏度 1 μ V 提高了 10 倍。为了达到这个目标，本仪表的设计者采用特制了高灵敏、低噪声

的纳伏放大器，其电位输入端的最高灵敏度为 70.7nV ( 0.0707 μ V ) ，就电压灵敏度与噪声特性这一点来说，本仪表已经达到了 6 1/2 位高性能

数字电压表所能达到的水平。高灵敏度放大器的作用就如同给电桥的检流器前加装了一台灵敏度*的光电放大器一样，实现了测量电流与同类仪表相

同，而分辨力却提高 10 倍的目标。

1.3 测量电流的选择在电线电缆导体电阻的测量中，选择合适的测量电流是至关重要的，这是因为被测对象铜线或铝线的电阻率具有很高的温度

系数，测量电流过大会引起导线发热，从而造成测量超差，在 GB/T3086.4 第5.6 条中有铜导线测量电流密度不大于 1.0A/ mm 2 的规定；但是测量电流

移的缺陷，这一点在微细导线测量时尤为重要，例如直径为 0.05mm 的铜导线 , 截面约为2 × 10 -3 mm 2 , 1m 的电阻值约为 8.8 Ω,按 GB/T3086.4

1.4 测量准确度与稳定性为了提高测量准确度与稳定性，仪表采用了换器，将被测电阻与仪表内置的标准电阻作比例运算，并将运算结果以 4 1/2

位的方式进行显示。与目前数字式低阻表常用的恒流源—电压表方式不同，本仪表读数的最终表达式与测量电流大小无关，仅与被测电阻与标准电

阻的电阻值有关，这一点与电桥的测原理相仿，因此本仪表具有与双臂电桥相似的高准确度与高稳定性。由于测量结果在一定的范围内与测量电流大小

电阻测试允许误差 0.5% 的要求。

1.5 测量速度数字式测量仪由于不需要进行反复繁杂的平衡操作，加测量速度的提高除了节约时间外，更大的好处是减少了测量电流对被测导线

的加热效应，提高了实际测得数据的准确度与可靠性。这是因为 , 在一次测量中，被测导线的加热程度与测量电流引入的能量 E 成正比，E=I 2 ×

R × t 。其中： I 为测量电流； R 为导线电阻； t 为测量时间。随着测量时间的增加，导线温度逐渐上升，直至达到热平衡 , 当被测导线截面较

大时这是一个十分缓慢的过程，如果在测量开始后的较短时间内就取得读数 , 完成测量 , 由测量电流造成的导体温升从而引起的测量误差将会大

幅度降低。

2 附加功能简介

2.1 倍率电流测量功能为了方便用户实施 GB/T 3048.4 第 5.6 条中用比例为 1 ： 1.41 的两个测量电流分别测试样电阻值，以判定是否发生

     温升超标的方法，本仪表设置有比例为 0.707I ： 1.00I ： 1.41I 三档电流可供选择（其中 I 为额定电流），比例电流的切换即刻完成，避免了调

     节外部电流源的繁琐操作。如果 1.00I ： 1.41I 倍率电流测量的结果判定电流过大，数据无效，则可再一次进行 0.707I ： 1.00I 倍率电流测量（两

     者的比例仍为 1.41 倍），如变化量小于标准规定的数值，表明在 0.707 I 条件下的测量结果有效，避免了为了降低测量电流而改变量程档位 , 造成

     测量精度及分辨力的损失。

2.2 外部热电势平衡功能在电线电缆导体电阻的测量夹具，其电位端的接触刀口常用黄铜材料制成，与铜、铝导线材料之间有较高的接触热电势，

     在测量过程中由于环境温度不可能*均衡，在测试夹具上安装导线时，人体也不可避免地会接触到并加热电位结点，由此产生的热电耦电势，会对高

     灵敏度的测量产生干扰，使测量结果发生偏移。为了降低电位端的外部接触电势与热电势对测量结果的影响，本仪表设置了外部电势平衡调节装置，通过平衡调零，可以抵消在测量回路中的热电

     耦电势，该方法是 GB/T 3048.2 第 6.5.3 条推荐的方法之一。