数字式导体电阻测量仪表的研制和使用
1引言
电线电缆电性能试验方法标准，是电缆行业开展质量活动的基础标准之一。
我国最早发布GB764-65“电线电缆导电线芯电阻试验方法(直流电桥法)”;1983年首次发布GB/T3048.2“金属导体材料电阻率试验”，并将GB764-65修改为.4“导体直流电阻试验”。这两个分标准涉及的测试技术密切相关，其基础都是IEC60468：1974“金属材料导电率的试验方法”，其关键都是直流电阻试验。40多年来，电性能试验方法标准经多次修改，不断完善，在电缆行业中得到广泛的应用。最近，我们再一次对试验方法标准进行修订，除了总结近年来检测技术发展的成果，还按GB/T1.1-2000“标准化工作导则第1部分：标准结构和编写规则”规定修改，“充分考虑最新技术水平”，并“为未来技术发展提供框架”。修改版GB/T3048.2和.4中规定：“……也可使用除电桥以外的其他仪器，如根椐直流电流-电压降直接法原理，并采用四端测量技术，具有高精度的数字式直流电阻测试仪。”这段全新的表述，首次在标准中认定了数字式测试仪器。可以预见，高性能的数字式直流电阻测量仪将会在电缆行业中广泛应用，使得测量工作更加快速、准确、方便。上海远中电子仪器厂是一家专业生产厂，在行业中有较高的声誉。该厂参加GB/T3048的修订工作，并于2004年开发PC36系列直流电阻测量仪。经过二年多时间的研制和改进，该仪表已正式面世,经国家电线电缆检验中心和上海南洋电材有限公司试用，该仪表的技术性能完全满足修改版标准的要求。本文主要介绍研制工作中所克服的技术难点、仪表的主要技术性能、附加功能、以及实际使用效果。
2主要技术性能
2.1测量范围及分辨力
IEC60468规定了电阻的下限值为0.00001Ω(10-5Ω)，允许测量误差0.15%。这个看似简单的要求，给仪表的设计带来了新的挑战。为满足标准的全面要求，仪表读数的有效位应不少于4位，这就要求仪表的最高分辨力达到10-8Ω(0.01μΩ)。综观现有的数字式低阻表,电阻值在100μΩ以下时，通常仪表读数仅有3位有效数字，示值仅为该档量程的1/20以下，这显然是不能符合测量准确度要求的。PC36系列直流电阻测量仪设置了200μΩ量程,该量程的分辨力为0.01μΩ，当被测电阻大于10-5Ω时，仪表保证有4位以上的有效读数，可以满足全系列电线电缆产品的测量要求。
2.2测量灵敏度
众所周知，要提高电桥测量结果的分辨力有两个途径，其一是加大测量电流，其二是提高电桥的指零装置—检流器的灵敏度，在数字式低阻表中情况也大致如此。由于电流加热效应以及标准电阻容许流过电流值的限制，测量电流的提高幅度是有限的，最大值在10A左右，仪表的电阻测量分辨力要达到0.01μΩ，其电位端电压灵敏度必须达到0.1μV,而现有的数字式低阻表的最高电压灵敏度仅1μV。为了突破这个技术难点，本仪表的设计者采用最新技术特制了高灵敏、低噪声的纳伏放大器，其电位输入端的最高灵敏度为70.7nV(0.0707μV)，就电压灵敏度与噪声特性这一点来说，本仪表已经达到了61/2位高性能数字电压表所能达到的水平。高灵敏度放大器的作用就如同给电桥的检流器前加装了一台灵敏度极高的光电放大器一样，实现了测量电流与同类仪表相同，而分辨力却提高10倍的目标。?测量电流的选择在电线电缆导体电阻的测量中，选择合适的测量电流是至关重要的，这是因为被测对象的电阻具有很高的温度系数，测量电流过大会引起导线发热，从而造成测量超差。本仪表具有多电流测量功能，设置了不同的测量电流可供选择。仪表设有“常规”与“低电流”两种测量状态，可以通过面板开关加以选择。其中“常规”测量状态有六档量程，具有测量准确性高、抗干扰性能好的特点;“低电流”测量状态也有六档量程，具有较高的测量灵敏度与分辨力。该性能克服了目前某些电桥与数字式低阻表测量电流不能调节，而且在个别档位测量电流偏大引起被测导体发热,电阻值随着测量时间的增加向上漂移的缺陷，这一点在微细导线测量时尤为重要，敬请检测人员关注。