萬用表測電阻原理圖解（萬用表測量小電阻的方法你知道嗎？怎么測量才更準(zhǔn)確？）

電阻是電子元器件中比較常見的一種，電子學(xué)上對它的定義是用電阻材料制成的、有一定結(jié)構(gòu)形式、能在電路中起限制電流通過作用的二端子元件。常見的測量電阻原理是給予一個激勵電流源，根據(jù)該二端子元件兩端點得到的電壓衡量該電阻對于電流阻礙作用的大小。基于此原理萬用表有兩種測量電組的方式—-二線制和四線制。

一、二線制測量原理

所謂二線制，顧名思義，就是只利用兩根導(dǎo)線去連接被測電阻，工作原理圖如圖1所示。二線制是在待測電阻兩端各連一根導(dǎo)線，這種接法簡單、費用低，在實際生活中廣泛使用；但是導(dǎo)線本身也具有電阻，而且該電阻會隨環(huán)境溫度的變化而變化，這就會給電阻測量帶來不確定的附加誤差，即使是在測量大電阻時，引線也不宜過長。并且由于測量回路和電流回路無法分開，表筆和待測點之間的接觸電阻也不可避免，引入了誤差源。

萬用表包含有一個精密電流源以及一個內(nèi)阻很大的電壓表。萬用表通過測量出來的電壓來衡量該電阻阻礙電流大小的能力，但從圖中可以看出，二線制測量到的電壓結(jié)果實際上并不是待測電阻兩端的電壓，還包括導(dǎo)線產(chǎn)生的傳導(dǎo)電阻以及表筆接觸帶來的接觸電阻。其測得的電阻的數(shù)學(xué)表達式為：

R測 =R+2r+2Rs

其中，R為待測電阻，r為導(dǎo)線電阻，Rs為接觸電阻。一般的導(dǎo)線傳導(dǎo)電阻范圍在1mΩ~100mΩ,表筆和待測點的接觸電阻也在mΩ級別，如果待測電阻R足夠大的話，那么傳導(dǎo)電阻、接觸電阻幾乎可以忽視，但是如果在實際使用中需要測量小電阻（<10Ω）,待測電阻與導(dǎo)線、接觸電阻相差無幾，不可避免會引起一些誤差。

這個時候需要找到一種辦法減少這些導(dǎo)線電阻、接觸電阻對測量電路帶來的影響，于是引入了四線制測量電阻。

二、四線制測量原理

四線制在電阻的兩端各連接兩根導(dǎo)線，其中兩根引線為電阻提供恒定電流I，把電阻R轉(zhuǎn)換成電壓信號U，另外兩根信號引線則把電壓信號U引至儀表，其測量原理如圖2所示。 這種接法幾乎可以消除導(dǎo)線電阻和接觸電阻的影響，但成本較高，測量接線繁瑣些，主要用于高精度的電阻測量。

由于SDM3055萬用表內(nèi)部集成了運放，所以測量電壓表Vm的內(nèi)阻可以做得很大，與待測電阻存在數(shù)量級的差別。精密電流源產(chǎn)生的電流只有很微小的一少部分流經(jīng)測量電壓表所在的回路，如此在導(dǎo)線電阻和接觸電阻上產(chǎn)生的壓降我們幾乎可以忽視，于是得到的測量電壓幾乎就趨近于待測電阻兩端的電壓，相比于二線制來說更加準(zhǔn)確。

三、二線制和四線制測量實例比較

運用鼎陽科技SDM3055數(shù)字萬用表對標(biāo)稱值為100KΩ、1KΩ、100Ω、10Ω、1Ω、0.1Ω的電阻進行測量，比較二線制和四線制測量不一樣電阻的結(jié)果不一樣。（因為標(biāo)稱阻值并不準(zhǔn)確，這里我們利用更高精度的萬用表來對標(biāo)稱值進行測量作為標(biāo)準(zhǔn)值）

圖3和圖4分別為利用二線制和四線制測量標(biāo)稱值為0.1Ω，標(biāo)準(zhǔn)值為0.1432Ω電阻的顯示結(jié)果：

結(jié)論：對表格中數(shù)據(jù)縱向比較我們可以發(fā)現(xiàn)，二線制的測量結(jié)果始終比四線制得到的結(jié)果大；橫向比較發(fā)現(xiàn)，電阻越小，其相對誤差基本呈遞增趨勢；同時綜合分析發(fā)現(xiàn)，在測量大電阻時，二線制和四線制測量誤差基本相差無幾，但對于小電阻來說，四線制測量結(jié)果更加準(zhǔn)確。

四、二線制和四線制的共同點

兩種接法都用到了精密電流源和內(nèi)部的電壓測量表，它們共同的誤差都有可能來自于電流源本身，并且受制于電壓測量表的測量精度。

數(shù)字萬用表是將電壓測量表中測到的電壓U，送入ADC進行量化、計算、分析最后才送入顯示屏顯示，所以無論是二線制還是四線制，都不可避免存在著一定的量化誤差。