低阻值电阻表（如何测量低阻值器件）
低阻值电阻表（如何测量低阻值器件）上面是将被测电阻R2直接插在面包板上进行测量。可以使用鳄鱼嘴夹将R2引出面包板，并且可以测量其他器件（引线、表贴器件、点火器等）。实际上上面的电路是一个简单的电压分压电路，流经R1，R2的电流相同。当测量R1，R2两端电压之后，便可以知道R2与R1的比值，进而可以计算出R2的阻值了。5V电源需要在测量过程中保持恒定，否则就会影响测量的精度。实际上，大部分带有稳压功能的电源都可以满足要求。至于工作电压本身的准确性倒是不影响测量精度，任何在4.5V~5.5V范围内，只要保持恒定都能够得到不错的测量结果。▲ 测量低阻值器件电路示意图
在博文Measuring Resistances Less Than 1Ohm[1] 中介绍了一种简便精确测量低阻器件的方法。通常情况下，一些器件的导通电阻非常小，比如低阻值的测电流电阻、导线电阻、开关电阻、保险丝、继电器以及点火器等等。下面给出了一些这样低阻值器件示例。
通常使用的万用表（无论是指针式还是数字式）当测量低于一欧姆电阻的时候就不准确了，甚至有的万用表对于小于10欧姆的电阻读数都有很大的跳动。这种情况，需要借助于四线低阻值欧姆表来精确测量。实际上，只要你的万用表可以精确测量到毫伏直流电压，便可以相当准确的测量低阻值电阻了。
▲ 一些低阻值的器件
01测量方案测量低阻器件所需要的设备：
- 可以测量V mV和电阻的数字万用表；
- 220欧姆的电阻，或者其它阻值相近的电阻；
- 5V稳压电源（交流适配器，台式电源，或者7805稳压电路）
- 0.1uF 10uF电容，以及面包板。
5V电源需要在测量过程中保持恒定，否则就会影响测量的精度。实际上，大部分带有稳压功能的电源都可以满足要求。
- 测量时，电路需要保持稳定，没有开关打开和闭合的动作；
- 使用不同尺寸和容量的电容来平滑工作电压；
- 选择22mA左右的工作电流，不要超过100mA，也不要小于5mA。
至于工作电压本身的准确性倒是不影响测量精度，任何在4.5V~5.5V范围内，只要保持恒定都能够得到不错的测量结果。
▲ 测量低阻值器件电路示意图
- 电源的 5V和GND连接到面板包的顶部和底部的双槽内；
- 上下各使用C1(0.1uF) C2(10uF)来对工作电源滤波；
- R1（220欧姆）是已知的电阻，连接在 5V和R2上；
- R2是被测低阻值电阻，连接R1至GND；
实际上上面的电路是一个简单的电压分压电路，流经R1，R2的电流相同。当测量R1，R2两端电压之后，便可以知道R2与R1的比值，进而可以计算出R2的阻值了。
上面是将被测电阻R2直接插在面包板上进行测量。可以使用鳄鱼嘴夹将R2引出面包板，并且可以测量其他器件（引线、表贴器件、点火器等）。
02已知电阻在前面测量方案中，R1是已知电阻。最好选用大功率、低温漂系数的电阻。通常情况下5%精度的电阻就可以满足要求。
根据欧姆定律，5V电压施加在220欧姆的电阻上，会产生0.114W（1/10W）的功率，形成热量消耗在R1上。当R1温度升高后，对于低温度系数（小于±50ppm）的阻值变化小于普通电阻（温度系数大于±100ppm）。所以，使用大功率（保证其温度变化小），低温度系数的稳定电阻R1是提高测量精度的关键。
选用1/2W的金属膜1%精度的220欧姆，温度系数为50ppm，或者3W 20ppm 220欧姆的绕线电阻都可以满足测量的需求。下面的测量实验中，采用了及其普通的5% 1/4W，350ppm，220Ω的碳膜电阻。
在将R1插入面包板之前，使用万用表测量它的阻值。不要在R1插到面包板之后再测量，这样会使得读数不准。
▲ 使用万用表读出R1的阻值
实际上，只要读数稳定，至于具体电阻的数值是多少并不会影响最终的测量结果。通常保证该阻值在200~240之间即可。
将测量的结果记录下来之后，再把R1接入面包板。
03测量样品为了验证测量电路的原理和测量过程的正确性，可以先从能够被万用表电阻精确测量的电阻测试起。比如可以先使用一个10欧姆的电阻作为R2进行测量。
打开5V电源，测量R1两端电压，比如在这里它的读数为4.7696V。
▲ 测量R1两端电压：4.7696V
由于R1比R2的阻值（10欧姆）大得多，所以在R1上的电压比较大，应该大于4.5V。
接着，测量R2两端电压，这个电压通常小于0.5V。所示选择万用表直流电压的毫伏档来测量。如果使用普通的伏特档位来测量，可能所获得电压数值精度会降低。大多数数字万用表都会包含有毫伏和伏特两个档位。
比如在下面的测量中，R2上的电压为216.64mV。
▲ 使用毫伏档位测量未知电阻R2上的直流电压
根据上面测量结果可以计算出R2的阻值。
这个结果符合实际情况。刚才测量的R2是一个5%精度的电阻，也就是说它的阻值应该在9.5~10.5欧姆之间。
▲ 直接使用万用表测量R2的阻值
如果直接使用万用表的电阻档，可以测量R2的阻值为9.9Ω，这与前面测量的结果相当的符合。
04测量一些常见的低阻值器件使用上述方法对本文一开始图中的低阻值器件进行测量。这些低阻值器件中有些已经是毫欧级别的电阻，使用万用表根本无法读出有效的阻值。
在测量的时候，测量R2电压的时候尽可能靠近器件管脚的根部，否则就会使得测量得到的电阻包含了器件引脚的电阻了。下面是测量的一些结果：
可以看到所有测量结果都在实际期望阻值范围内。
05改进将R1更换成更大功率更加稳定的绕线电阻，可以大大提高测量阻值的数量。在测量过程中，保持环境温度的稳定性也很重要。比如在白天高温下，和晚上低温下测量器件的阻值会相差1%左右。
对于碳膜电阻，具有较大的温度系数。在不同的温度下阻值相差较大。
为了提高测量精度，最好：
- 使用更高功率，低温度系数的电阻作为R1；
- 在测量前，最好等待两分钟使得测量器件达到热平衡，组织稳定后在进行测量。
▲ 大功率低温度系数的绕线电阻
对于大功率、低温度系数的电阻在通常室温范围内，220欧姆的阻值通常变化不超过十分之一欧姆。
参考资料
[1] Measuring Resistances Less Than 1Ohm: https://www.robotroom.com/Measuring-Low-Resistances.html
