F2000精密直流电流源在低电阻测量中的应用

低电阻测量面临的*大问题在于测试夹具与待测实物电阻之间的连接性。四线式连接方法在低电阻测量中的普遍应用由原理上消除了引线电阻以及夹具与待测电阻之间的接触电阻对测量误差的贡献。 然而，即便如此，四线式连接仍然无法解决无处不在的接触热电动势问题。接触热电动势存在于相互接触的两种不同材料的导体之间，并随二者温差增大而愈发显著。接触热电动势与相互接触的两导体的材料有关，通常具有1uv/°c量级的温度系数，即温差每增大1°c，接触热电动势约提高1uv。 低电阻测量属于低电压测量，通常位于1mv或10mv量级，因此对接触热电动势具有很高的敏感度。除非在恒温条件下等待足够长的时间使夹具与被测电阻的接触点两侧达到相同的温度，否则接触热电动势将必然呈现显著的误差而影响测量准确度。另一方面，接触面的氧化将改变接触面两侧的材料性质，并导致接触热电动势的温度系数呈量级增大，其引发的问题在于，即使温差很小，接触热电动势也将明显影响测量准确度。 接触热电动势可视为存在于接触界面的电压源，串联于接触面两侧的材料之间。其一个重要特性在于，此电压源的极性只决定于接触面两侧导体的材质，而与流经电流的方向无关，并且当温差不变时，其大小保持恒定。 采用四线式连接时，接触热电动势存在于两条电压测量线与被测电阻的接触点处，可等效为与被测电阻两端电压相串联的两个电压源。当其与被测电阻两端电压极性一致时，表现为测量结果的正误差，反之则呈现负误差。 如果正、负误差测量时刻的接触温差相等，则由接触热电动势导致的误差可由两次施加相反方向电流的测量结果相减而消除。在此过程中，*关键的两个条件为相同的温差，以及大小相等且方向相反的施加电流。对于前者，由于温度是相对变化较慢的物理量，因此保证温差不变的*佳方法为快速，并且不能对夹具和被测电阻进行操作，否则人手携带的热量将破坏温差的初始条件。对于电流条件，如果两次施加电流的大小有所差异，这种差异将作为误差出现于测量结果中。 乐真科技的f2000精密直流电流源的设计适用于执行这一过程的手工测量。f2000可输出超过50ma的直流电流，在100mohm电阻上可产生5mv直流电压，并且准确度达到0.05%，从而提高测量的可信度。此外，f2000通过内部继电器切换提供正负两个方向的输出电流。与双极方案相比，这种设计产生两个大小相同的相反极性的电流，而双极方案往往会产生可考的误差。电流方向的切换过程由f2000内部电路在2秒内控制完成，从而保证尽量小的温差变化，并且电流方向切换无需操作者对夹具和被测电阻的直接接触。通过精密电压表对两次电压进行测量，并将结果相减，即可消除大部分接触热电动势的影响，而将结果除2，则得到被测电阻的准确阻值。 使用f2000的另一优势在于，电流极性切换过程中，f2000将始终保持输出端为高阻状态，直至切换完成，这一特性可有效避免切换过程中输出端短暂开路产生的瞬间高电压在切换时刻对待测电阻的冲击。在很多自制的电流方向切换装置中，尤其在手工切换时，此瞬间高电压通常是造成被测电阻损伤的主要而隐秘的原因。

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