為測出電阻率ρ,必須測出電阻R、截面積S和長(cháng)度L。S與L不難用各種量具測出,因此測電阻率的關(guān)鍵是測出電阻R。測量電阻可根據被測電阻值的大小和準確度要求,采用不同測量?jì)x器和方法。測量大電阻(電阻值>105Ω)和中電阻(電阻值為1~105Ω),準確度要求不高時(shí),常用兆歐表、萬(wàn)用表等儀器測量。半導體電阻的測量可用兩探針?lè )?、四探針?lè )?、?/font>Q表法,范德堡法等。其中四探針?lè )☉?/font>廣泛。測量準確度要求較高的小電阻(電阻值<1Ω)或用電阻法研究和分析金屬與合金的組織結構變化時(shí),就必須采用精密的電橋法或電位差計法進(jìn)行測量。下面介紹一下電橋法的測量方法。
單電橋法是應用電壓降平衡原理,通過(guò)標準電阻和已知電阻來(lái)求得被測電阻值。其測量線(xiàn)路如圖4.2-5所示。被測電阻Rx與標準電阻RN串聯(lián),與此相對應的并聯(lián)線(xiàn)路中串聯(lián)可調電阻R1和R2。這兩對并聯(lián)線(xiàn)路中的B點(diǎn)和D點(diǎn)間接有檢流計G,k'和R'是保護檢流計用的電鍵和電阻,K2是接通檢流計用的開(kāi)關(guān)。電源由E供給,并有開(kāi)關(guān)K1控制。在電橋設計上要使RN與Rx大致同數量級,R1與R2也相近。在測試過(guò)程中,只需調節R1與R2,使接通了的檢流計無(wú)電流通過(guò),電橋達到平衡狀態(tài),此時(shí)VAB=VAD,VBC=VDC,即可導出關(guān)系式
根據已知的RN,讀出調節電橋平衡時(shí)的R1和R2的值。由電橋線(xiàn)路可知,當RN與Rx接近,并在調節時(shí)使R1與R2之比接近于1,則可提高被測電阻的精que度。由于單電橋法無(wú)需測出電壓和電流的值來(lái)求得Rx,它克服了電壓一電流計法的缺點(diǎn),故其精度較高。但單電橋法所測量的被測電阻 RX,實(shí)際上包含了導線(xiàn)電阻和導線(xiàn)與接線(xiàn)柱間的借出去電阻。這種電阻稱(chēng)為附加電阻。由此可見(jiàn),只有當被測電阻比較大,附加電阻引起的誤差可以忽略不計時(shí),才能保證這種方法的精度。
圖4.2-5 單電橋原理示意圖
所以單橋法通常適用于測量阻值為1~10Ω的試樣。若被測電阻較小,特別當被測電阻數量級接近附加電阻時(shí),這些附加電阻引起的誤差就相當大,因而得不到精que的結果。在這種情況下,應使用雙電橋法。
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