用差动放大器测量低电阻①.pdfVIP

第 26卷 第 1期 西 华 师 范 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) 2005年 3 月 Vo l26 　 No1 Jou rnal of Ch ina W e st Norm al U n iversity (N atu ral Science s) M ar2005 文章编号 : 100 18220 (2005) 0 10 10504 用差动放大器测量低电阻① 李金田 (涪陵师范学院物理系 ,重庆 涪陵 408003) 摘 　要 :根据伏安法测量电阻的优点以及电压跟随器和差动放大器的特点 ,提出了在低电阻测量中能消除导线电 阻和接触电阻影响的一种新方法. 设计了完整的实验电路 ,经过实际测量证明了该方法是可行的. 关键词 :导线电阻;接触电阻;差动放大器 ;测量 ;低电阻 中图分类号 : O44 1. 1　　　文献标识码 : B 1　引　言 低电阻一般指电阻值为几欧姆以下的电阻, 低电阻的测量通常采用双臂电桥, 即开尔文电桥. 双电桥测 量低电阻是运用电桥平衡原理, 将未知低电阻 Rx 和已知的标准低电阻 R s 相比较, 是一种比较测量法. 低电 阻均采用四接点接线, 消除了接触电阻和导线电阻的影响. 双电桥可以测量 10 - 5量级的低电阻, 但是电桥平 衡条件的得出采用了近似处理; 电桥平衡的精确调节比较麻烦, 既要粗调平衡, 又要细调平衡[ 1] . 伏安法测 量电阻的优点是方法简单, 测中等阻值的电阻是很容易的, 但在测量低电阻时将遇到困难. 本文结合伏安法 测量电阻的优点、电压跟随器和差动放大器的特点, 提出了一种新的测量低电阻的方法. 2　测量低电阻原理 2. 1　实验电路 测量低电阻的电路由主电路 、电压跟随器 、差动放大器 、直流稳压电源 4 部分组成. 如图 1所示. ( ) 1 主电路 : 由恒流源 I , 被测低电阻 R , 标准低电阻 R , 3根导线构成的串联回路组成. 其中, 恒流源的 S X S 输出电流最好大于 2A ,可选用型号为 YDX双路 30V /2A 直流电源 ;被测低电阻 RX 采用四接点接线; RS 选择 Ω 1 , 0. 002 级的标准低电阻; R 1 为导线电阻、Rx 电流接点的接触电阻之和; R2 为导线电阻、RX 电流接点的接 触电阻、RS 电流接点的接触电阻之和; R3 为导线电阻、RS 电流接点的接触电阻之和; 在主电路中尽量选择粗 而且较短的导线进行连接. (2) 电压跟随器 : 由两个电压跟随器 A 1 , A 2 和两根导线组成. 其中, R 1 , R5 都为导线电阻与 Rx 电压接点 的接触电阻之和; 两个电压跟随器 A 1 , A 2 由宽带双高输入阻抗运算放大器 L F353组成, 分别取出被测低电阻 R 两端对地电压 U , U . X 1 2 ( ) 3 差动放大器 : 由运放 A 3 , 电阻 R6 , R7 , R 8 , R 9 和电位器 Rw 组成. 其中, A 3 选用低失调运算放大器, 型 ( ) Ω 号为 OP7D P 广泛用于对微弱信号精确放大 ; R6 , R7 , R 8 , R9 经过严格挑选满足 R6 = R7 ≈ 1k , R 8 = R9 ≈ Ω Ω 1M ; Rw 为调零电位器 ,选择 10k 的多圈线绕电位器. ( ) 4 直流稳压电源 :