數字式導體電阻測量儀表的研制和使用 1 引言 電線電纜電性能試驗方法標準，是電纜行業開展質量活動的基礎標準之一。我國zui早發布 GB 764-65 “電線電纜導電線芯電阻 試驗方法（直流電橋法）”； 1983 年發布 GB/T 3048.2 “金屬導體材料電阻率試驗”，并將 GB 764-65 修改為 .4 “導體直流電阻試驗”。這兩個分標準涉及的測試技術密切相關，其基礎都是 IEC 60468 ： 1974 “金屬材料導電率的試驗方法”，其關鍵都是直流電阻試驗。 40多年來，電性能試驗方法標準經多次修改，不斷完善，在電纜行業中得到廣泛的應用。zui近，我們再一次對試驗方法標準進行修訂，除了 總結 近年來檢測技術發展的成果，還 按 GB/T 1.1-2000 “標準化工作導則 第 1部分：標準結構和編寫規則” 規定修改，“ 充分考慮技術水平”，并“為未來技術發展提供框架”。 修改版 GB/T 3048.2 和 .4 中規定：“……也可使用除電橋以外的其他儀器，如根椐直流電流 - 電壓降直接法原理，并采用四端測量技術，具有高精度的數字式直流電阻測試儀。”這段全新的表述，在標準中認定了數字式測試儀器。可以預見，高性能的數字式直流電阻測量儀將會在電纜行業中廣泛應用，使得測量工作更加快速、準確、方便。 上海遠中電子儀器廠是一家專業生產廠，在行業中有較高的聲譽。該廠參加 GB/T 3048 的修訂工作，并于 2004 年開發 PC36 系列直流電阻測量儀。經過二年多時間的研制和改進，該儀表已正式面世 , 經國家電線電纜檢驗中心和上海南洋電材有限公司試用，該儀表的技術性能*修改版標準的要求。 本文主要介紹研制工作中所克服的技術難點、儀表的主要技術性能、附加功能、以及實際使用效果。 2 主要技術性能 2.1 測量范圍及分辨力 IEC 60468 規定了電阻的下限值為 0.00001 Ω （ 10 -5 Ω ）， 允許測量誤差 0.15% 。 這個看似簡單的要求，給儀表的設計帶來了新的挑戰。為滿足標準的全面要求， 儀表讀數的有效位應不少于 4 位，這就要求儀表的zui高分辨力達到 10 -8 Ω（ 0.01 μΩ）。 綜觀現有的數字式低阻表 , 電阻值在 100 μΩ以下時，通常 儀表讀數僅有 3 位有效數字，示值僅為該檔量程的 1/20 以下，這顯然是不能符合測量準確度要求的。 PC36 系列直流電阻測量儀設置了 200 μΩ量程 , 該量程的分辨力為 0.01 μΩ，當被測電阻大于 10 -5 Ω時，儀表保證有 4 位以上的有效讀數，可以滿足 全系列電線電纜產品的測量要求 。 2.2 測量靈敏度 *，要提高電橋測量結果的分辨力有兩個途徑，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。由于電流加熱效應以及標準電阻容許流過電流值的限制，測量電流的提高幅度是有限的，zui大值在 10A 左右，儀表的電阻測量分辨力要達到 0.01 μΩ，其電位端電壓靈敏度必須達到 0.1 μ V , 而現有的數字式低阻表的zui高電壓靈敏度僅 1 μ V 。為了突破這個技術難點，本 儀表的設計者采用技術特制了高靈敏、低噪聲的納伏放大器，其電位輸入端的zui高靈敏度為 70.7nV （ 0.0707 μ V ） ，就電壓靈敏度與噪聲特性這一點來說，本儀表已經達到了 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臺靈敏度*的光電放大器一樣，實現了測量電流與同類儀表相同，而分辨力卻提高 10 倍的目標。 ? 測量電流的選擇 在電線電纜導體電阻的測量中，選擇合適的測量電流是至關重要的，這是因為被測對象的電阻具有很高的溫度系數，測量電流過大會引起導線發熱，從而造成測量超差。 本儀表具有 多電流測量功能，設置了不同的測量電流可供選擇。儀表設有“常規”與“低電流”兩種測量狀態，可以通過面板開關加以選擇。其中 “常規”測量狀態有六檔量程，具有測量準確性高、抗干擾性能好的特點；“低電流”測量狀態也有六檔量程 ，具有較高的測量靈敏度與分辨力。 該性能克服了目前某些電橋與數字式低阻表測量電流不能調節，而且在個別檔位測量電流偏大引起被測導體發熱 , 電阻值隨著測量時間的增加向上漂移的缺陷，這一點在微細導線測量時尤為重要，敬請檢測人員關注。