文档介绍：焦作大学电子测量技术设计论文专业应用电子技术班级应用电子技术一班姓名王超士学号 110102113 二〇一三年六月八日电子测量技术设计论文 11级应用电子一班 1 摘要通常阻值大于 10^5 Ω的电阻称为高值电阻。在物理学研究和工业生产中广泛应用着各类高值电阻,需要对其测量,高值电阻常应用于分压器, X 射线设备,低信号检测电路, 放大电路, 测试设备, 高压电路等电路中, 用于电路中一般起分压或者放电作用, 普通电路中相当于绝缘。然而高值电阻在电路中的作用至关重要, 例如: 电力设备的绝缘高值电阻高起着绝缘作用, 绝缘电阻下降, 表示其绝缘已经受潮或发生老化和劣化, 所以测量绝缘电阻可以及时发现电力设备绝缘是否存在整体受潮, 整体劣化和贯通性缺陷。要想得到高值电阻的准确测量结果,提高电阻的精度, 减少误差,下面给出惠普顿改进电桥测量方法,同样,提高电阻的精度,也会提高电压系数的准确度。一. 高值电阻准确测量方法(改进惠普顿电桥法) 惠普顿电桥的结构图如图:其中 R1 为电阻箱, R2 、 RN 为已知电阻, RX 为待测电阻,中间 G 为检流计。 惠普顿电桥的工作原理工作原理: 通过中间的检流计检测 a、b 两端的电流, 入如果 a、b 两端的电流为 0, 则电桥平衡。这时可通过式( 1),(2 )求出待测电阻的阻值。电子测量技术设计论文 11级应用电子一班 2 测量时, 根据待测电阻的大致范围选择合适的比例臂 RN/R2 , 在适当调节 R1, 使电桥平衡, 即检流计 G 指针指向 0 ,便可通过上面 2 个公式计算出待测电阻,由于 RX 的阻值太大,这样势必会导致电流几乎无法从 RX 两端流过, RX 两端断路。所以要用此方法测量高值电阻, 关键在于如何产生标准的高值电阻。用3 只已知阻值的标准电阻( <=1M Ω),组成 Y 型网络,利用 Y-△变换,形成一个含有等效高值电阻的△形网络, Y-△变换如图所示: 图: 3Y- △变换从 Y-△变换公式可以看出,利用阻值不超过 1MΩ的3 个标准电阻可形成高达 10^10 Ω以上的等效标准高值电阻, 若取 R3为 10Ω, R4和 R5 均为 1MΩ,则 Rbc 的数量级可达 10^11 Ω。 高值电阻的计算将惠普顿电桥与 Y-△变换相结合,则惠普顿电桥可改进为一种桥臂上有等效高值电阻的电桥,如图: 电子测量技术设计论文 11级应用电子一班 3 图:等效高值电阻电桥测出 b和d 两端的电压差, 然后通过电压差的大小用计算出待测电阻的阻值。电压差与待测电阻的转换公式如下: 即可求出待测电阻。二. 高值标准电阻器电压系数的测量 高值电阻器的定义当施加的电压变化时,非常高值电阻器的阻值可能会发生很大的变化。这种现象称为电阻器的电压系数。电压系数就是每单位电压变化所引起的电阻值的百分变化量,并定义为: 另外,电压系数也可以用 ppm 为单位来表示如下: 电子测量技术设计论文 11级应用电子一班 4 其中: R 1= 施加第一个电压( V 1 )时计算出的电阻值。 R 2= 施加第二个电压( V 2 )时计算出的电阻值。 V 2 >V 1 一个 10G Ω电阻器电压系数的典型值大约为-%/V 或者- 80ppm/V 。所以,如果一个测量电路需要使用高阻值电阻器的话,