测量微欧，毫欧级别的小电阻，求思路

281229961 · 发表于 2013-1-26 00:28:17

要求精度达到1 微欧
目前有大电流方案，百安以上大电流，加24bit的AD
如果不用大电流不知道是否还有其他办法？

millwood0 · 发表于 2013-1-26 00:41:56

you can use a bridge.

skyhu · 发表于 2013-1-26 00:44:01

精度用百分比表示的,1 微欧是指分辨率么?

281229961 · 发表于 2013-1-26 00:47:42

skyhu 发表于 2013-1-26 00:44
精度用百分比表示的,1 微欧是指分辨率么?

嗯，分辨率要0.1微欧，
准确度要在1微欧

281229961 · 发表于 2013-1-26 00:49:24

millwood0 发表于 2013-1-26 00:41
you can use a bridge.

电桥的话，必须要求其他几个电阻的阻值要精确的知道吧

marshallemon · 发表于 2013-1-26 00:49:49

关注下，我也需要这方面的资料

skyhu · 发表于 2013-1-26 00:58:33

恒流源+斩波运放+AD，比例法测量，精度和稳定度要求高的话校准比较困难，微欧级的标准电阻不好找

笑笑我笑了 · 发表于 2013-1-26 01:06:54

双臂电桥啊

AIHHLI · 发表于 2013-1-26 05:39:49

skyhu 发表于 2013-1-26 00:58
恒流源+斩波运放+AD，比例法测量，精度和稳定度要求高的话校准比较困难，微欧级的标准电阻不好找 ...

有微欧级别的电阻箱，好像不便宜。

wye11083 · 发表于 2013-1-26 07:29:42

J8，用导线接，线的电阻都几十u欧了，还有接触电阻之类，所以要达到0.1u欧的精度，很难很难，除非你用超导体。m欧还是有可能。

albert_w · 发表于 2013-1-26 07:52:36

wye11083 发表于 2013-1-26 07:29
J8，用导线接，线的电阻都几十u欧了，还有接触电阻之类，所以要达到0.1u欧的精度，很难很难，除非你用超导 ...

四线接法可以排除结点外部的电阻

jeffwei · 发表于 2013-1-26 08:07:55

看看吉时尼的资料

learner123 · 发表于 2013-1-26 12:33:21

看你的电阻类型及需求，因为不同电阻测试条件不同，必如接地电阻考虑阻抗和大电流下的电阻，有些特殊材料不允许大电流，有些电阻分布电容或电感大
安捷伦和吉时利有nV放大器，用于低电流电阻测量

281229961 · 发表于 2013-1-26 13:17:00

这个方案测量，还是比较精准的
目前比较纠结的是 200A恒流源体积与重量太令人蛋疼了，所以想考虑是否有其他方案可行。。。

lijianzhao · 发表于 2013-1-26 14:15:53

本帖最后由 lijianzhao 于 2013-1-26 14:25 编辑

最近我也在玩这个，比例法，测试电流约100mA，在0-200mOhm量程可以分辨到1uOhm，不过最后一位有3个左右数跳

晚上上图

lijianzhao · 发表于 2013-1-26 18:31:14

这样OK不？

R002 2mOhm

R020 20mOhm

R200 200mOhm

100mOhm

220mOhm

xinjihua · 发表于 2013-1-26 18:41:16

lijianzhao 发表于 2013-1-26 18:31
这样OK不？

R002 2mOhm

不错！公开图纸吗？

snoweaglemcu · 发表于 2013-1-26 19:46:40

本帖最后由 snoweaglemcu 于 2013-1-26 19:50 编辑

低电阻测试仪很多的，1A电流就够用了
你可以搜一下同惠新出的一款TH2515
分辨率到0.1uohm，最高电阻精度0.01%

liwei_jlu · 发表于 2013-1-26 21:30:59

1uohm的精度，温飘、湿度、材料热电势都可能带来非常大的误差

fickle · 发表于 2013-1-26 21:35:36

lijianzhao 发表于 2013-1-26 18:31
这样OK不？

R002 2mOhm

这种开尔文夹哪里买的？

lijianzhao · 发表于 2013-1-26 21:52:10

xinjihua 发表于 2013-1-26 18:41
不错！公开图纸吗？

公开～～

其实是很简单的东西，比例法（和普通的万用表一样），只不过用了C8051F350，带个所谓的24bit ADC

这个方案最大的问题是基准电阻的温漂！！

有空新开一个帖子，全部公开，敬请期待

newbier · 发表于 2013-1-26 22:34:17

楼主是做毕业设计的吧

chenerbox2 · 发表于 2013-1-27 00:03:17

100a 的电源还好吧,我看有用开关电源的,还有我的同惠 2816a 把夹子短路貌似有6个0,不过0.1u欧估计是不行的

lilith · 发表于 2013-1-27 00:53:02

lijianzhao 发表于 2013-1-26 18:31
这样OK不？

R002 2mOhm

楼主要求的精度很高，100mA 怕是做不来，分辨率毕竟不等于精度，我有几台分辨率也不算低的表，精度一塌糊涂，基本上就是当笑话看的

lilith · 发表于 2013-1-27 00:58:04

lijianzhao 发表于 2013-1-26 21:52
公开～～

其实是很简单的东西，比例法（和普通的万用表一样），只不过用了C8051F350，带个所谓的24bit A ...

我对你的 100mA 测试电流源很有兴趣，我尝试过制作压控 0-100mA 电流源，但结果不是很好，作为速度 >10plc 的测试用途，噪声和稳定性都不足，希望能交流一下

lilith · 发表于 2013-1-27 01:00:36

lijianzhao 发表于 2013-1-26 14:15
最近我也在玩这个，比例法，测试电流约100mA，在0-200mOhm量程可以分辨到1uOhm，不过最后一位有3个左右数跳 ...

您是直接利用单片机内 ADC 的差分基准输入和差分模拟输入进行比例测电阻吗？这样做的线性度如何？我试过这样做，可能电阻较小、电流较大的时候问题不大，但测试电流较小、电阻较大的时候线性度似乎不好

lijianzhao · 发表于 2013-1-27 01:09:17

lilith 发表于 2013-1-27 00:53
楼主要求的精度很高，100mA 怕是做不来，分辨率毕竟不等于精度，我有几台分辨率也不算低的表，精度一塌糊 ...

我怀疑楼主把精度和分辨力两个概念搞混了

就算是Agilent 34420A纳伏 / 微欧表的1Ohm档，精度也只有0.0015+.0002（% 读数 + % 量程），测量1mOhm的误差范围也有0.001*0.0015%+1*0.0002%=0.0000035 Ohm=3.5uOhm
要知道34420A的分辨力可以0.1uOhm！！

lijianzhao · 发表于 2013-1-27 01:10:12

lilith 发表于 2013-1-27 00:58
我对你的 100mA 测试电流源很有兴趣，我尝试过制作压控 0-100mA 电流源，但结果不是很好，作为速度 >10pl ...

不是用恒流源的，最简单的比例法

lilith · 发表于 2013-1-27 01:15:17

lijianzhao 发表于 2013-1-27 01:09
我怀疑楼主把精度和分辨力两个概念搞混了

就算是Agilent 34420A纳伏 / 微欧表的1Ohm档，精度也只有0.001 ...

楼主在 4 楼说的

++++++++++++++++++++
嗯，分辨率要0.1微欧，
准确度要在1微欧
++++++++++++++++++++

说明楼主是很清楚分辨率和精度的概念的

不过话说虽然 34420 是纳伏表，但据说一般测小电阻还是用电桥，比如高联的 DCC 电桥，分辨率能有 9 位半以上呢

lilith · 发表于 2013-1-27 01:15:56

lijianzhao 发表于 2013-1-27 01:10
不是用恒流源的，最简单的比例法

是我在楼上问的，直接用 ADC 的差分基准输入和模拟输入构成的，类似 3 位半手持表那种比例法？

lijianzhao · 发表于 2013-1-27 01:26:28

lilith 发表于 2013-1-27 01:00
您是直接利用单片机内 ADC 的差分基准输入和差分模拟输入进行比例测电阻吗？这样做的线性度如何？我试过 ...

对，就是这样

你所谓的线性不好，是不是都偏小？

下面是我用的芯片的输入特性，我没有用输入缓冲器，也就是相当于有个7M的电阻并联在Rx上

假设你用的芯片和我的差不多（一般这类ADC的输入阻抗都是这量级），1.234K//7M=1233.78，就是你的测量值！

而我这个东西，只有2个量程200m-2（其实还可以有20Ohm的，不过考虑被测电阻的功耗有点大，算了），并联个7M电阻，一点感觉都没有:)

lijianzhao · 发表于 2013-1-27 01:33:36

lilith 发表于 2013-1-27 01:15
是我在楼上问的，直接用 ADC 的差分基准输入和模拟输入构成的，类似 3 位半手持表那种比例法？ ...

是的，我的基准电阻大概33Ohm，开路电压3.0V

其实200mOhm量程，电流的变化很小，基准上的电压变化也很小

lilith · 发表于 2013-1-27 01:52:51

lijianzhao 发表于 2013-1-27 01:26
对，就是这样

你所谓的线性不好，是不是都偏小？

是一个类二次函数的误差，即 0 和满度是正确的，在大约 1/2 ~ 3/5 这个范围误差最大，我用的 ADC 是 ADS1232，差分输入电流大约是 3nA（G=1），似乎挺大

有想过用 JFET 运放做输入缓冲，但噪声太大

lilith · 发表于 2013-1-27 01:57:34

lijianzhao 发表于 2013-1-27 01:33
是的，我的基准电阻大概33Ohm，开路电压3.0V

其实200mOhm量程，电流的变化很小，基准上的电压变化也很小 ...

的确是这样，测试电流很大的话，Ib 的影响如果小于分辨率几乎可以忽略，不过要是试图涵盖较大的电阻量程就不靠谱了

但专门的小电阻测试这样做确实简单很多，大电流且稳定的电流源确实不好做。

话说你用的基准电阻是啥电阻，我的电流源用的是 VHP-4，温度系数指标 5ppm/度，话说也很难找到更合适的了

lijianzhao · 发表于 2013-1-27 09:59:43

lilith 发表于 2013-1-27 01:57
的确是这样，测试电流很大的话，Ib 的影响如果小于分辨率几乎可以忽略，不过要是试图涵盖较大的电阻量程 ...

我也想用这么好的电阻啊，测试里面仅仅是用金属膜的3W

金属膜的正温漂很烦啊，我试过用一个510R碳膜并联，抵消一部分温漂

看看VPR221Z，号称0.05 ppm/°C，我考虑用这个

wx2k · 发表于 2013-1-27 11:22:31

大电流方案我做过
三、技术指标
测量范围：0.1uΩ～20mΩ （100A）
0.1uΩ～10mΩ （200A）
准确度： 0.2%读数±2字
最高分辨率：0.1μΩ

281229961 · 发表于 2013-1-27 21:53:17

newbier 发表于 2013-1-26 22:34
楼主是做毕业设计的吧

工作3年多了

281229961 · 发表于 2013-1-27 22:02:49

wx2k 发表于 2013-1-27 11:22
大电流方案我做过
三、技术指标
测量范围：0.1uΩ～20mΩ （100A）

能否提供思路啊？

fickle · 发表于 2013-1-27 22:13:13

如果使用小电流的方法，其实7楼“恒流源+斩波运放+AD，比例法测量，精度和稳定度要求高的话校准比较困难，微欧级的标准电阻不好找”应该是很好的方法。

还有一种方法，同步检测方法。以前做过实验10mA电流测量0.1mR电阻。不过这个方案使用的是12位adc，放大1万倍。

如果使用24位adc的话，比如ltc2400，加上辅助手段，或者干脆使用1A激励源，想必能测量到1微欧？

正如7楼所说，技术本身不是难点，“微欧级的标准电阻不好找”，这个是个大问题。

fickle · 发表于 2013-1-27 22:15:17

记得那个标准电阻，从德国买的，2000欧元。

281229961 · 发表于 2013-1-27 22:18:51

fickle 发表于 2013-1-27 22:15
记得那个标准电阻，从德国买的，2000欧元。

2000欧元
扛不住啊。。。

fickle · 发表于 2013-1-27 22:19:23

还有一点，不知道楼主这个测量小电阻应用于什么行业？

因为许多行业，有标准的测量方法，比如必须使用大电流测量等等。因此，即使使用小电流测量很准的产品，也不会进入那个相关行业。

281229961 · 发表于 2013-1-27 22:28:06

fickle 发表于 2013-1-27 22:19
还有一点，不知道楼主这个测量小电阻应用于什么行业？

因为许多行业，有标准的测量方法，比如必须使用大电 ...

电力行业
测量断路器接触电阻的，
本身就是要求大电流才可以的，我原本的大电流方案是可以做到1μΩ的准确度，

我是想如果测量普通小电阻的话不使用大电流，能否也可以做到这样的准确度呢，

newbier · 发表于 2013-1-27 22:55:48

200A的电流想想都蛋疼

newbier · 发表于 2013-1-27 22:56:05

200A的电流想想都蛋疼

tsb0574 · 发表于 2013-1-28 09:01:56

好帖，做又有难度

htbst · 发表于 2013-1-28 09:58:40

200A的电流肯定要柜式的机才可做到的，毕竟电源就必须要市电供电，而且做到200A主要是怎么做后恒流后就实现的机会就近了，至于楼主要求的精度要实现肯定没问题的了。看了上面有些贴说精度和分辨力，其实这个真的是两回事.

millwood0 · 发表于 2013-1-28 10:52:18

Dense, very dense.

1) Find a CCS, like say 1a. Run it directly on your dut or through a 1ohm:dut bridge.
2) Find a DAC (some mcus have built-in DAC), and run its output through a 1k:1ohm bridge.
3) In between the two legs, run an instrument amplifier (or a high side current sense amplifier - accuracy doesn't matter).
4) Use a mcu to read the output of the instrument amplifier.
5) Adjust the dac's output until the instrument amplifier's output is minimized.

The dut's resistance is Vdac / 1001 / Iccs (the current source's output). With a 12bit dac, you can measure down to 1uohm.

Whenever you need high precision measurement, think of bridges.

LG2012GG · 发表于 2013-2-26 22:00:23

还没知道测什么要精确到微欧，求解释

liuerbin · 发表于 2013-2-27 12:40:18

接触过，没做好。大电流是必要的，如果你测试对象是回路电阻的话。
当时草案是100A大电流发生，同时检测回路电压和电流，R=U/I；采集用pga204+max125+51单片机。
当时我们没做好的地方是：回路测量线长短都会影响测试精度，而且数据不稳定，失败了。

为我所控 · 发表于 2015-6-11 16:32:42

前辈们讨论的挺激烈的啊，我默默的学习了，，，哈哈

为我所控 · 发表于 2015-6-11 16:34:23

刚刚忘说一句，我可是为了这个帖子花了60块大洋啊，心好疼啊，，，

281229961 · 发表于 2015-6-11 23:27:40

为我所控发表于 2015-6-11 16:34
刚刚忘说一句，我可是为了这个帖子花了60块大洋啊，心好疼啊，，，

60？为什么？

为我所控 · 发表于 2015-6-12 17:38:59

281229961 发表于 2015-6-11 23:27
60？为什么？

新注册的阿莫账号啊，，，，，现在激活码都是60大洋啊，，，

为我所控 · 发表于 2015-6-13 14:12:29

楼主大神，你用200A恒流源的时候加放电电阻没，这个放电电阻跟试验的电流有什么关系呢，有什么计算公式没，，，，

spy2008 · 发表于 2015-6-13 15:31:02

0.1微欧，系统做好后如何验证呢？

wader · 发表于 2015-6-13 16:20:09

好贴顶

teddeng · 发表于 2015-6-13 16:30:27

newbier 发表于 2013-1-27 22:56
200A的电流想想都蛋疼

看行业了，通信机房里200A才刚起步，上1000A负荷不停电割接都是很普通的操作。

测量微欧，毫欧级别的小电阻，求思路

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！

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