如何精確的測(cè)量電壓和電阻

1、有一個(gè)好表

2、表要預(yù)熱，一般要1小時(shí)，要求高的要3小時(shí)。具體預(yù)熱時(shí)間多少，最好能測(cè)量出開機(jī)曲線，以便測(cè)量時(shí)做到心中有數(shù)。

3、被測(cè)電壓源也要好。比如短期穩(wěn)定度高、噪音小、溫度系數(shù)要小

4、房間環(huán)境合適。溫度不能太高或太低，濕度不能太大，不能有風(fēng)，不要陽光直接照射。我國(guó)機(jī)房的標(biāo)準(zhǔn)溫度是20℃，國(guó)外23℃。濕度最好能在60%或以下。

5、被測(cè)電壓源也要開機(jī)預(yù)熱。到底預(yù)熱多長(zhǎng)時(shí)間要具體看情況，最好也能做出開機(jī)曲線。

6、電壓表要選擇比較長(zhǎng)的周期，有>10G阻抗的情況下盡量采用

7、測(cè)試線要選擇好。如果電壓源的輸出電阻很小或者干擾不大的情況下一般不需要屏蔽。但內(nèi)阻稍微大一些、干擾稍微大一些，還是屏蔽線為好。漏阻要求不高，如果電壓源內(nèi)阻比較小的情況下。低熱電動(dòng)勢(shì)的插頭插座并不一定要，因?yàn)槠胀ú孱^插座熱電動(dòng)勢(shì)1uV左右，在高電壓（10V下）也就是0.1ppm，6位半沒有必要。

8、接好后的穩(wěn)定。所有接線接好后，要等待幾分鐘，讓熱量均衡后再測(cè)量。

9、讀數(shù)方法，要多看幾個(gè)，一致后再記錄。如果最末位有小的變動(dòng)，可以排除極端值以后取平均。

10、如果有參考標(biāo)準(zhǔn)源，那么再測(cè)試參考標(biāo)準(zhǔn)，比對(duì)一下自己的表的誤差大小，再進(jìn)行修正。

比如測(cè)試被測(cè)量量讀10.0005V，而測(cè)試10.0002V的基準(zhǔn)讀10.0001V，那就知道自己的表偏低0.0001V，正確的被測(cè)試量就是10.0006V

精確的測(cè)量電阻

1到5條同上。

6、電阻表最好選擇4線法，尤其是<=10k的時(shí)候。高精度測(cè)量100k也要4線，1M或以上可以用2線。

7、測(cè)試線要選擇好。最好的材料是Teflon材料的4芯屏蔽線。假設(shè)你測(cè)試100k電阻，即便有10G的漏阻，對(duì)結(jié)果的影響也是10ppm很大了。

低熱電動(dòng)勢(shì)的插頭往往要求更高一些，因?yàn)闇y(cè)量電壓一般比較小比如1V左右，這樣普通插頭插座熱電動(dòng)勢(shì)的1uV左右的電壓就會(huì)引起1ppm左右的誤差。

當(dāng)然，接好線后要等待幾分鐘，讓熱量均衡后再測(cè)量。

8、9同上

10、如果有參考標(biāo)準(zhǔn)電阻，那么最好要同時(shí)測(cè)量一下同值的標(biāo)準(zhǔn)，比對(duì)一下自己的表的誤差大小，再進(jìn)行修正。比如測(cè)試被測(cè)量量讀10.0005kΩ，而測(cè)試10.0002kΩ的基準(zhǔn)讀10.0001kΩ，那就知道自己的表偏低0.0001kΩ，正確的被測(cè)試量就是10.0006kΩ。

附錄：

一、什么是噪音？

噪音主要是0.1Hz到10Hz的低頻不確定性，主要表現(xiàn)在測(cè)試時(shí)，最后的讀數(shù)總在變動(dòng)。

二、什么是短期穩(wěn)定性？

短期穩(wěn)定性一般指10分鐘之內(nèi)表的讀數(shù)變化了多少。這個(gè)變化若很小，就可以在短期內(nèi)測(cè)量多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。短期穩(wěn)定性也可以認(rèn)為就是重復(fù)性。

三、什么是線性？

線性就輸入量和輸出讀數(shù)之間是否是直線的。把輸入輸出之間的關(guān)系畫成曲線，理想情況下是一根直線。如果線性不好，就是有跳躍、有彎曲，不適合比例測(cè)量。一般6位半的表線性度為2ppm左右。也就是說，測(cè)量10V時(shí)，輸出在任何時(shí)候偏離理想直線不超過20uV。

再比如輸入2V讀2.00000V，但輸入4V讀4.00007V，就是線性不好，偏離了70uV。

四、什么是傳遞特性？

傳遞特性，就是在間隔不長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，相繼測(cè)試兩個(gè)相近的量后的比較誤差。

傳遞特性的好壞，直接與上述三個(gè)量相關(guān)?？梢哉J(rèn)為是上述三個(gè)結(jié)果之和。即：

傳遞特性=線性+短期穩(wěn)定性+噪音

傳遞特性又叫比較特性，也叫轉(zhuǎn)移特性。

因此，要追求好的傳遞特性，必須同時(shí)具備噪音低、短期穩(wěn)定性好、線性好的特點(diǎn)。

之所以叫傳遞特性，是因?yàn)樵跇?biāo)準(zhǔn)傳遞、標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)移的時(shí)候常用這種比較。

五、常見萬用表的幾個(gè)特性如何？

34401A，噪音和短期穩(wěn)定度指標(biāo)2ppm，線性3ppm，傳遞特性7ppm，實(shí)際能在/2。

34420A，噪音和短期穩(wěn)定度指標(biāo)0.1ppm，線性1.3ppm，傳遞特性1.5ppm，實(shí)際在1ppm。

3458A，噪音和短期穩(wěn)定度指標(biāo)0.01ppm，線性0.1ppm，傳遞特性0.1ppm，實(shí)際在0.05ppm附近。（以上均為10V電壓檔參數(shù)）

六、萬用表的老化重要嗎？

老化又叫長(zhǎng)期穩(wěn)定性，一般用ppm/年來表示。

這個(gè)指標(biāo)表明在一年后重新測(cè)試同一基準(zhǔn)，讀數(shù)到底變化多少。

指標(biāo)當(dāng)然重要，尤其是只有萬用表、沒有基準(zhǔn)的時(shí)候。

但是，萬用表的老化指標(biāo)往往做的不太好，比如6位半的基本年差以30ppm為多，8位半的也就是3ppm到8ppm之間。

電阻檔的年差更差一些，6位半的往往是100ppm，7位半的60ppm，8位半的是10ppm。

所以，要想更高精度的進(jìn)行測(cè)試，只靠一個(gè)好的萬用表仍然不夠，因?yàn)樵俸玫娜f用表的老化也趕不上好的外部基準(zhǔn)的老化小。

基于LTZ1000和263的電壓基準(zhǔn)可以把老化做到1ppm/年的級(jí)別，而很多標(biāo)準(zhǔn)電阻，甚至是Fluke的金封電阻，能達(dá)到1-7ppm/年，都比萬用表的電阻檔老化小得多，更不用提老化只有10年2ppm的VHP202Z系列了。

七、基準(zhǔn)和萬用表的溫度系數(shù)重要嗎？

這個(gè)也很重要，盡管比不上老化，能排在第二位。

老化是不可逆的，老化的結(jié)果是不可預(yù)測(cè)的，只有你自己老化了也是不知不覺的。

但溫度系數(shù)要好一些，實(shí)在不行可以用恒溫環(huán)境來測(cè)試。

當(dāng)然，業(yè)余條件下，沒有這樣的環(huán)境，就要求萬用表、基準(zhǔn)盡可能的有低的溫度系數(shù)。

商品10V基準(zhǔn)和10kΩ能做到0.05ppm/℃，是比較理想的，測(cè)試時(shí)甚至可以忽略。

高位萬用表的溫度系數(shù)在0.1ppm-2ppm/℃之間，溫度范圍變化大了就不能忽略了。假設(shè)不能改變測(cè)試環(huán)境，那么可以采用事先測(cè)試的辦法，進(jìn)行修正。