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詳細介紹
導體體積表面電阻率測試儀
產品型號：GEST-123
一、參考標準：
GB-T 19289-2003 電工鋼片(帶)的密度、電阻率和疊裝系數的測量方法
JB-T 6773-1993 金屬石墨制品 電阻率試驗方法1
二、產品概述：
隨著電子技術的飛速發(fā)展，數字式測量技術在電線電纜測試域得到了越來越廣泛的應用，在現(xiàn)有的國家標準中，已經規(guī)定了可以采用電橋以外的其
它電子測量儀器作為導體直流電阻的測試設備，可以預見在不遠的將來，各種高性能的數字式直流電阻測量儀（數字式低阻計）將會逐步取代該域中
雙臂電橋的地位，使得測量工作更加快速、準確、方便。
三、 儀器主要技術指標：
一、測量范圍：
測量范圍：10-6---105Ω 分辨率 10-8Ω
二、 電壓測量：
1． 量程 2 mV、20 mV、200 mV、2V
2． 測量誤差 2mA檔±(0.5%讀數+8字)；20mV—2V擋±(0.5%讀數+2字)
3． 顯示4 1/2 位數字顯示0—19999具有性和過載自動顯示，小數點、單位自動顯示。
三、 恒流源：
1． 電流輸出：10μA, 100μA, 1mA, 10mA, 100mA, 1A, 10A．
2. 電流誤差：±(0.5%讀數+2字)
四、 測量電：
a.電位電：電位電長度≥1M。
b.電流電：電流電長度為1.5M。
五、數據打印：
可對測試結果進行打印，顯示結果為：體積電阻率、質量電阻率、電阻值
六、智能觸摸屏切換軟件頁面：
1、 可以用四端子法測試棒材、線材類試樣
2、 可以用四探針法測試板材、薄膜類試樣
七、能試驗的用設備，該儀表的設計目標如下：
1.表的主要技術性能：測量范圍、測量電流、準確度、靈敏度、分辨力等應全面滿足國家標準 GB/T3048.2 《電線電纜電性能試驗方法第 2 部
分：金屬材料電阻率試驗》及 GB/T3048.4 《電線電纜電性能試驗方法第4 部分：導體直流電阻試驗》中對電阻測試設備的各項技術要求。
2.為了方便用戶操作，在儀表的附加功能中添置了 GB/T3048.2 及GB/T3048.4 推薦的一些特殊功能及測量方法，如反向電流測量、倍率電流
測量、熱電勢平衡、導線溫度校正等功能。
1 主要技術性能 1.1 測量范圍及分辨力在 GB/T3048.2 5.2.1 條規(guī)定了導體電阻測量的下限值為 10 -5 Ω，這個看似簡單的要求給儀表的設計
帶來了新的挑戰(zhàn)， 10 -5 Ω數量的電阻是個什么概念？截面在 172mm 2 至 1724mm
2 范圍內的 1m 長的銅導線在20 ℃ 時的電阻值就落在 10 -5 Ω數量范圍內（ 10.0—99.9 μΩ ) ，考慮到GB/T3048.2 中電阻率測試允許.15% 及 GB/T3048.4 中導體電阻測試允許.5% 的要
求，儀表讀數的有效位應不少于 4 位，（ 3 位有效讀數在不利的情況下，后一位變化 1 個字的量化誤差，可能造成 1% 的測量誤差），這就要求
儀表的高分辨力達到 10 -8 Ω（ 0.01 μΩ）。
綜觀現(xiàn)有的數字式低阻表 , 水平高的直流電阻測量儀、 數字微歐計等，其量程為 2 m Ω，高分辨力為 0.1 μΩ，如果測量截面超過 172mm 2 1m 長的銅導線，電阻值在 100 μΩ以下，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。由此可見，現(xiàn)有的數字式低阻表的測量范圍和分辨力尚不能滿足全系列電線電纜的測量要求，必須進一步提高。直流電阻測量儀設置了 200 μΩ量程 , 是現(xiàn)有產品的十分 , 該量程的分辨力為 0.01 μΩ，是現(xiàn)有產品的十倍，當被測電阻大于或等于 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的測量要求。
1.2 測量靈敏度電線電纜測試人員都知道，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，大值在
10A 左右，根據歐姆定律： R=U / I ，在 I = 10A 的測量電流下，儀表的電阻測量分辨力要達到 0.01 μΩ，儀表的電位端電壓靈敏度必須達到 0.1
μ V , 比現(xiàn)有的數字式低阻表的高電壓靈敏度 1 μ V 提高了 10 倍。為了達到這個目標，本儀表的設計者采用特制了高靈敏、低噪聲
的納伏放大器，其電位輸入端的高靈敏度為 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加裝了一臺靈敏度高的光電放大器一樣，實現(xiàn)了測量電流與同類儀表相
同，而分辨力卻提高 10 倍的目標。
1.3 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，這是因為被測對象銅線或鋁線的電阻率具有很高的溫度
系數，測量電流過大會引起導線發(fā)熱，從而造成測量超差，在 GB/T3086.4 第5.6 條中有銅導線測量電流密度不大于 1.0A/ mm 2 的規(guī)定；但是測量電流
過小又會嚴重影響儀表的靈敏度與分辨力，同樣對測量準確度不利。本儀表具有多電流測量功能，各個量程設置了不同的測量電流可供選擇，并在
儀表面板上標明。儀表設有“常規(guī)”與“低電流”兩種測量狀態(tài)，可以通過面板開關加以選擇，儀器在“常規(guī)”測量狀態(tài)（常規(guī)測量電流）有六檔量程，
具有測量準確性高、抗干擾性能好的特點；在“低電流”測量狀態(tài)（低測量電流、高靈敏度）也有六檔量程，具有較高的測量靈敏度與分辨力。該性
能克服了目數字表及某些電橋與數字式低阻表測量電流不能調節(jié)，而且在某些檔位電流偏大引起被測導體發(fā)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，例如直徑為 0.05mm 的銅導線 , 截面約為2 × 10 -3 mm 2 , 1m 的電阻值約為 8.8 Ω,按 GB/T3086.4
的要求計算 , 該導線的測量電流應不大于 2mA, 在現(xiàn)有數字式低阻表中 , 20 Ω量程的測量電流一般為 10mA, 有的甚至高達 100mA, 大大超過了標
準規(guī)定的電流范圍 , 導線將會嚴重發(fā)熱，在本儀表中，則可選擇 20 Ω“低電流”量程，測量電流僅位為 1 mA ，符合標準的要求。
1.4 測量準確度與穩(wěn)定性為了提高測量準確度與穩(wěn)定性，儀表采用了換器，將被測電阻與儀表內置的標準電阻作比例運算，并將運算結果以 4 1/2
位的方式進行顯示。與目數字式低阻表常用的恒流源—電壓表方式不同，本儀表讀數的終表達式與測量電流大小無關，僅與被測電阻與標準電
阻的電阻值有關，這一點與電橋的測原理相仿，因此本儀表具有與雙臂電橋相似的高準確度與高穩(wěn)定性。由于測量結果在一定的范圍內與測量電流大小
無關，也使得儀表的多電流測量以及倍率電流測量功能得以實現(xiàn)。與儀表準確度和穩(wěn)定性密切相關的是作為比例運算基準的一套標準電阻器，該電阻采
用精密錳銅材料并經過特殊的老化工藝制成，具有和 BZ3 系列標準電阻相當的很低的溫度系數和很高的穩(wěn)定性，在測量時需要通過大電流的標準電阻
被安裝在特制的冷卻油箱內。儀器的高靈敏度電位輸入端采用了低熱電勢、長壽命的復銀切換開關和低熱電勢的鍍金接插件，可以確保測量的準確度與
長期穩(wěn)定性。儀表的基本誤差及準確度等見表 2, 大致比同類產品提高了一個等，可以滿足國家標準中電阻率測試允許.15% 以及導體
電阻測試允許.5% 的要求。
1.5 測量速度數字式測量儀由于不需要進行反復繁雜的平衡操作，加測量速度的提高除了節(jié)約時間外，更大的好處是減少了測量電流對被測導線
的加熱效應，提高了實際測得數據的準確度與可靠性。這是因為 , 在一次測量中，被測導線的加熱程度與測量電流引入的能量 E 成正比，E=I 2 ×
R × t 。其中： I 為測量電流； R 為導線電阻； t 為測量時間。隨著測量時間的增加，導線溫度逐漸上升，直至達到熱平衡 , 當被測導線截面較
大時這是一個十分緩慢的過程，如果在測量開始后的較短時間內就取得讀數 , 完成測量 , 由測量電流造成的導體溫升從而引起的測量誤差將會大
幅度降低。
2 附加功能簡介
2.1 倍率電流測量功能為了方便用戶實施 GB/T 3048.4 第 5.6 條中用比例為 1 ： 1.41 的兩個測量電流分別測試樣電阻值，以判定是否發(fā)生
溫升超標的方法，本儀表設置有比例為 0.707I ： 1.00I ： 1.41I 三檔電流可供選擇（其中 I 為額定電流），比例電流的切換即刻完成，避免了調
節(jié)外部電流源的繁瑣操作。如果 1.00I ： 1.41I 倍率電流測量的結果判定電流過大，數據無效，則可再一次進行 0.707I ： 1.00I 倍率電流測量（兩
者的比例仍為 1.41 倍），如變化量小于標準規(guī)定的數值，表明在 0.707 I 條件下的測量結果有效，避免了為了降低測量電流而改變量程檔位 , 造成
測量精度及分辨力的損失。
2.2 外部熱電勢平衡功能在電線電纜導體電阻的測量夾具，其電位端的接觸刀口常用黃銅材料制成，與銅、鋁導線材料之間有較高的接觸熱電勢，
在測量過程中由于環(huán)境溫度不可能均衡，在測試夾具上安裝導線時，人體也不可避免地會接觸到并加熱電位結點，由此產生的熱電耦電勢，會對高
靈敏度的測量產生干擾，使測量結果發(fā)生偏移。為了降低電位端的外部接觸電勢與熱電勢對測量結果的影響，本儀表設置了外部電勢平衡調節(jié)裝置，通過平衡調零，可以抵消在測量回路中的熱電
耦電勢，該方法是 GB/T 3048.2 第 6.5.3 條推薦的方法。
2.3 反向電流測量功能根據 GB/T 3048.4 第 5.5 條規(guī)定，當試樣電阻小于 0.1 Ω時，應將電流反向再測一次，然后取算術平均值。這是消除
測量回路中的熱電耦電勢的又一種簡單有效的方法，同時也消除了儀表測量回路自身的電壓零點飄移，因此，正、反兩次測量的平均值，比單次測量結
果有更高的準確度與可靠性。在用雙臂電橋電橋測量導體電阻時，該功能是通過切換外部換向閘刀實現(xiàn)的，而在現(xiàn)有的數字式低阻表中，為了防止電感
性負載產生的反電勢損壞儀表，其輸入回路往往接有反向保護二管，因此，是不容許電流反向的，無法實現(xiàn)標準要求的操作。本儀表中采用技術，
特殊設計了雙向電流保護電路，既防止了反電勢對儀表的危害，同時又允許進行反向電流測量，并在儀器內部設置了大功率換向繼電器，通過面板開關實施電流換向操作，正、反向讀數瞬時可得，操作簡捷、使用方便。
2.4 銅、鋁導線溫度校正功能當試驗環(huán)境溫度在 15-25 ℃范圍內，用戶只要將 PC36C 或 PC36D 的溫度校正開關設置為環(huán)境溫度的實際值 ( 步
進值為0.1 ℃ ) ，儀表將被測銅線或鋁線的電阻值根據 GB/T 3048.4 推薦的公式自動換算到該導線在基準溫度20 ℃時的電阻值，免去了用戶溫度
換算操作，使用更為方便。
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