CA微歐計(jì)如何消除或減小熱電動(dòng)勢(shì)的影響？

柯旭儀器

熱電動(dòng)勢(shì)是CA微歐計(jì)在進(jìn)行微歐姆級(jí)精密測(cè)量時(shí)的主要誤差來(lái)源之一。消除或減小它的影響是獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。  
??首先，理解熱電動(dòng)勢(shì)是什么？??  
當(dāng)兩種不同的金屬（例如，銅測(cè)試夾和鋁母線排）在某個(gè)點(diǎn)接觸時(shí)，由于兩種金屬的電子逸出功不同，會(huì)在接觸點(diǎn)形成一個(gè)穩(wěn)定的電位差，這個(gè)電位差就稱為熱電動(dòng)勢(shì)。它就像一個(gè)微小的電池，其電壓大小與兩種金屬的材料性質(zhì)和接觸點(diǎn)的溫度直接相關(guān)。  
??它對(duì)測(cè)量的影響：??  
CA微歐計(jì)的工作原理是歐姆定律（R=V/I）。它施加一個(gè)已知的測(cè)試電流（I），然后精確測(cè)量產(chǎn)生的電壓降（V），從而計(jì)算出電阻（R）。  
??問(wèn)題在于??，熱電動(dòng)勢(shì)（V_therm）會(huì)疊加在測(cè)量的電壓降（V）上。因此，儀器實(shí)際計(jì)算的是：  
??R=(V+V_therm)/I??  
這會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)一個(gè)固定的、或緩慢漂移的誤差。  
??消除或減小熱電動(dòng)勢(shì)的方法??  
解決之道主要分為??物理方法??和??電子技術(shù)方法??。  
??一、物理方法（從源頭預(yù)防）??  
這是最直接、最根本的方法，目標(biāo)是盡可能不產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)。  
??使用同種材料連接??  
??做法??：確保測(cè)試夾頭（通常是銅制）與被測(cè)物使用??相同的金屬材料??。  
??舉例??：測(cè)量??鋁??母線排時(shí)，使用??鋁??制夾頭或在銅夾頭和鋁排之間加一片??銅鋁過(guò)渡片??。測(cè)量銅排則直接使用銅夾頭。  
??原理??：同種材料之間不會(huì)產(chǎn)生顯著的熱電動(dòng)勢(shì)。  
??保持接觸點(diǎn)清潔與溫度穩(wěn)定??  
??做法??：徹底清潔接觸點(diǎn)，去除氧化層、污垢和油脂。確保測(cè)試過(guò)程中，接觸點(diǎn)免受氣流、陽(yáng)光直射或其他熱源的影響，保持溫度穩(wěn)定。  
??原理??：潔凈的接觸點(diǎn)其熱電動(dòng)勢(shì)更小且更穩(wěn)定。溫度波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致熱電動(dòng)勢(shì)漂移，使讀數(shù)難以穩(wěn)定。  
??二、電子技術(shù)方法（儀器智能補(bǔ)償）??  
當(dāng)物理方法無(wú)法完全實(shí)施時(shí)（比如被測(cè)物材料無(wú)法改變），現(xiàn)代高端CA微歐計(jì)會(huì)通過(guò)以下技術(shù)從測(cè)量原理上抵消熱電勢(shì)的影響。  
??電流反向法（最常用、最有效的方法）??  
??做法??：這是高端微歐計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)功能。儀器會(huì)進(jìn)行??兩次測(cè)量??：  
施加一個(gè)??正向??的測(cè)試電流（+I），測(cè)得一個(gè)電壓值??V1??。  
立即施加一個(gè)??反向??的測(cè)試電流（-I），測(cè)得一個(gè)電壓值??V2??。  
??計(jì)算??：  
正向測(cè)量時(shí)：V1=(I*R)+V_therm  
反向測(cè)量時(shí)：V2=(-I*R)+V_therm  
將兩次結(jié)果相減：V1-V2=[(I*R)+V_therm]-[(-I*R)+V_therm]=2*I*R  
因此，??R=(V1-V2)/(2*I)??  
??效果??：通過(guò)這個(gè)計(jì)算過(guò)程，熱電動(dòng)勢(shì)（V_therm）被完美地抵消掉了，從計(jì)算公式中消失了。最終結(jié)果顯示的是消除了熱電動(dòng)勢(shì)影響的真實(shí)電阻值。  
??操作??：在儀器上，這個(gè)功能通常被稱為??“OffsetCompensatedOhm”??、??“OCOHM”??或直接稱為??“CurrentReverse”??模式。確保此功能處于??開(kāi)啟??狀態(tài)。  
??偏置補(bǔ)償法（先測(cè)量后抵消）??  
??做法??：儀器先??不施加測(cè)試電流??，僅測(cè)量回路中存在的熱電動(dòng)勢(shì)電壓（V_therm）并記錄下來(lái)。然后，再施加測(cè)試電流進(jìn)行正常測(cè)量，得到包含熱電動(dòng)勢(shì)的電壓值。最后，從總電壓中減去之前記錄的熱電動(dòng)勢(shì)電壓。  
??優(yōu)勢(shì)??：速度可能比電流反向法更快。  
??劣勢(shì)??：精度略低，因?yàn)樗僭O(shè)在兩次測(cè)量期間熱電動(dòng)勢(shì)沒(méi)有發(fā)生漂移。如果接觸點(diǎn)溫度變化，熱電動(dòng)勢(shì)也會(huì)變，導(dǎo)致補(bǔ)償不徹底。  
??總結(jié)與操作建議??  
為了更直觀地展示解決方案的優(yōu)先級(jí)與邏輯，您可以參考以下決策流程：  
flowchartTD  
A[遭遇熱電動(dòng)勢(shì)干擾問(wèn)題]-->B["第一優(yōu)先:物理方法<br>從源頭抑制"];  
B-->B1["使用同材質(zhì)夾頭/過(guò)渡片"];  
B-->B2["清潔觸點(diǎn)并保持溫度穩(wěn)定"];  
B-->C{"問(wèn)題是否解決?"};  
C--是-->D[成功解決];  
C--否-->E["第二優(yōu)先:電子技術(shù)方法<br>（儀器補(bǔ)償）"];  
E-->F["開(kāi)啟'電流反向'（OCOHM）功能"];  
F-->G["最終手段:軟件補(bǔ)償"];  
G-->H["測(cè)量后手動(dòng)減去熱電動(dòng)勢(shì)值"];  
H-->I["完成高精度測(cè)量"];  
??最佳實(shí)踐：??  
??始終優(yōu)先采用物理方法??：盡可能使用同材質(zhì)連接并保持接觸點(diǎn)清潔、溫度穩(wěn)定。這是最可靠的基礎(chǔ)。  
??開(kāi)啟電流反向功能??：在進(jìn)行精密測(cè)量時(shí)，??務(wù)必確保儀器上的“電流反向”或“偏置補(bǔ)償”功能處于開(kāi)啟狀態(tài)??。這是現(xiàn)代微歐計(jì)應(yīng)對(duì)此問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)解決方案。  
??識(shí)別現(xiàn)象??：如果看到讀數(shù)在緩慢漂移（通常是單向的），就應(yīng)該立刻意識(shí)到這很可能是熱電動(dòng)勢(shì)造成的影響。  
通過(guò)結(jié)合以上方法，可以有效地消除或極大地減小熱電動(dòng)勢(shì)對(duì)CA微歐計(jì)測(cè)量結(jié)果的影響，從而獲得真實(shí)、準(zhǔn)確的低電阻值。  
?CA微歐計(jì)上的“REL”或“Delta”功能有什么用？  
好的，這是一個(gè)非常實(shí)用且重要的功能。CA微歐計(jì)上的??“REL”??（Relative）或??“Delta”??（Δ）功能，本質(zhì)上是一種??“相對(duì)測(cè)量”??或??“差值測(cè)量”??模式。  
它的核心作用是：??將一個(gè)測(cè)量值設(shè)為零點(diǎn)參考基準(zhǔn)，后續(xù)的所有測(cè)量結(jié)果都將顯示與這個(gè)基準(zhǔn)值的差值。??  
??核心概念：一個(gè)簡(jiǎn)單的比喻??  
想象一下你要用尺子測(cè)量一堆小螺絲的長(zhǎng)度，但你不關(guān)心它們的絕對(duì)長(zhǎng)度，只關(guān)心它們與“標(biāo)準(zhǔn)樣品”的長(zhǎng)度差。  
你首先測(cè)量“標(biāo)準(zhǔn)螺絲”，發(fā)現(xiàn)它正好是10.0mm。  
然后你按下“REL”鍵，此時(shí)尺子的讀數(shù)??歸零??。  
現(xiàn)在你再測(cè)量其他螺絲：  
如果一個(gè)螺絲長(zhǎng)10.1mm，尺子會(huì)顯示??+0.1mm??。  
如果一個(gè)螺絲長(zhǎng)9.9mm，尺子會(huì)顯示??-0.1mm??。  
這樣，你一眼就能看出每個(gè)螺絲與標(biāo)準(zhǔn)品的偏差，而無(wú)需進(jìn)行mentalcalculation（10.1-10.0=0.1）。CA微歐計(jì)的“REL”功能原理完全一樣，只是它測(cè)量的是電阻差值。  
??

ringringring

看來(lái)大家都很有收獲，我也一樣。

大漢魅魔

這個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景很廣泛。

水煮方便面

支持樓主的觀點(diǎn)，期待更多的交流。

蘇力

感謝樓主的無(wú)私分享！

半世迷離゜

同意樓主的看法，這個(gè)解決方案很實(shí)用。