Question

使用万用表测电阻时的相对误差是否在标称误差范围？

Answer 1

用电阻材料制成的、有一定结构形式、能在电路中起限制电流通过作用的二端电子元件。阻值不能改变的称为固 定电阻器。阻值可变的称为电位器或可变电阻器。理想的电阻器是线性的，即通过电阻器的瞬时电流与外加瞬时电压成正比。一些特殊电阻器，如热敏电阻器、压敏电阻器。

电阻器和敏感元件，其电压与电流的关系是非线性的。电阻器是电子电路中应用数量最多的元件，通常按功率和阻值形成不同系列，供电路设计者选用。 电阻器在电路中主要用来调节和稳定电流与电压，可作为分流器和分压器，也可作电路匹配负载。根据电路要求，还可用于放大电路的负反馈或正反馈、电压-电流转换、输入过载时的电压或电流保护元件，又可组成RC电路作为振荡、滤波、旁路、微分、积分和时间常数元件等。

电阻器工作原理
电阻器由电阻体、骨架和引出端三部分构成（实芯电阻器的电阻体与骨架合而为一），而决定阻值的只是电阻体。对于截面均匀的电阻体，电阻值为式中ρ为电阻材料的电阻率（欧/厘米）；L为电阻体的长度（厘米）；A为电阻体的截面积（厘米）。

薄膜电阻体的厚度d很小，难于测准，且ρ又随厚度而变化，故把视为与薄膜材料有关的常数，称为膜电阻。实际上它就是正方形薄膜的阻值，故又称方阻（欧/方）。对于均匀薄膜式中W为薄膜的宽度（厘米）。通常Rs应在一有限范围内，Rs太大会影响电阻器性能的稳定。因此圆柱形电阻体以刻槽方法，平面形电阻体用刻蚀迂回图形的方法来扩大其阻值范围，并进行阻值微调。

参数与特性 表征电阻特性的主要参数有标称阻值及其允许偏差、额定功率、负荷特性、电阻温度系数等。

标称阻值 用数字或色标在电阻器上标志的设计阻值。单位为欧（Ω）、千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）、太欧（TΩ）。阻值按标准化优先数系列制造，系列数对应于允许偏差。

允许偏差 实际阻值与标称阻值间允许的最大偏差，以百分比表示。常用的有±5%、±10%、±20%,精密的小于±1%，高精密的可达0.001%。精度由允许偏差和不可逆阻值变化二者决定。

额定功率 电阻器在额定温度（最高环境温度）tR下连续工作所允许耗散的最大功率。对每种电阻器同时还规定最高工作电压，即当阻值较高时即使并未达到额定功率，也不能超过最高工作电压使用。

负荷特性 当工作环境温度低于tR时，电阻器也不能超过其额定功率使用，当超过tR时，必须降低负荷功率。对每种电阻器都有规定的负荷特性。此外，在低气压下负荷允许相应降低。在脉冲负荷下，脉冲平均功率远低于额定功率，一般另有规定。

电阻温度系数 在规定的环境温度范围内，温度每改变1℃时阻值的平均相对变化，用ppm/℃表示。 除了以上几种参数外，还有非线性（电流与所加电压特性偏离线性关系的程度）、电压系数（所加电压每改变、伏阻值的相对变化率）、电流噪声（电阻体内因电流流动所产生的噪声电势的有效值与测试电压之比，用电流噪声指数来表示）、高频特性（由于电阻体内在分布电容和分布电感的影响，使阻值随工作频率增高而下降的关系曲线、长期稳定性（电阻器在长期使用或贮存过程中受环境条件的影响阻值发生不可逆变化的过程）等技术指标。

电阻器按材料有哪些分类：
a、线绕电阻器由电阻线绕成电阻器 用高阻合金线绕在绝缘骨架上制成，外面涂有耐热的釉绝缘层或绝缘漆。绕线电阻具有较低的温度系数，阻值精度高，稳定性好，耐热耐腐蚀，主要做精密大功率电阻使用，缺点是高频性能差，时间常数大。

b、碳合成电阻器由碳及合成塑胶压制成而成

c、碳膜电阻器在瓷管上镀上一层碳而成，将结晶碳沉积在陶瓷棒骨架上制成。碳膜电阻器成本低、性能稳定、阻值范围宽、温度系数和电压系数低，是目前应用最广泛的电阻器。

d、金属膜电阻器在瓷管上镀上一层金属而成，用真空蒸发的方法将合金材料蒸镀于陶瓷棒骨架表面。

金属膜电阻比碳膜电阻的精度高，稳定性好，噪声，温度系数小。在仪器仪表及通讯设备中大量采用。

e、金属氧化膜电阻器在瓷管上镀上一层氧化锡而成，在绝缘棒上沉积一层金属氧化物。由于其本身即是氧化物，所以高温下稳定，耐热冲击，负载能力强 按用途分，有通用、精密、高频、高压、高阻、大功率和电阻网络等。

电阻器测量时的注意事项
电阻在使用前要进行检查，检查其性能好坏就是测量实际阻值与标称值是否相符，误差是否在允许范围之内。方法就是用万用表的电阻档进行测量。

测量时要注意两点

1、要根据被测电阻值确定量程，使指针指示在刻度线的中间一段，这样便于观察。

2、确定电阻档量程后，要进行调零，方法是两表笔短路（直接相 碰），调节“调零”电器使指针准确的指在Ω刻度线的“0”上，然后再测电阻的阻值。另外，还要注意人手不要碰电阻两端或接触表笔的金属部分。否则会引起测试误差。

用万用表测出的电阻值接近标称值。就可以认为基本上质量是好的，如果相差太多或根本不通，就是坏的。

电阻损坏的特点分析
电阻是电器设备中数量最多的元件，但不是损坏率最高的元件。电阻损坏以开路最常见，阻值变大较少见，阻值变小十分少见。常见的有碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻和保险电阻几种。

前两种电阻应用最广，其损坏的特点一是低阻值（100Ω以下）和高阻值（100kΩ以上）的损坏率较高，中间阻值（如几百欧到几十千欧）的极少损坏；二是低阻值电阻损坏时往往是烧焦发黑，很容易发现，而高阻值电阻损坏时很少有痕迹。线绕电阻一般用作大电流限流，阻值不大。

圆柱形线绕电阻烧坏时有的会发黑或表面爆皮、裂纹，有的没有痕迹。水泥电阻是线绕电阻的一种，烧坏时可能会断裂，否则也没有可见痕迹。保险电阻烧坏时有的表面会炸掉一块皮，有的也没有什么痕迹，但绝不会烧焦发黑。根据以上特点，在检查电阻时可有所侧重，快速找出损坏的电阻。

Answer 2

透射式涡流厚度传感器结构原理图 在被测金属板的上方设有发射传感器线圈L1在被测金属板下方设有接收传感器线圈L2。当在L1上加低频电压U1时 L1上产生交变磁通φ1若两线圈间无金属板则交变磁通直接耦合至L2中 L2产生感应电压U2。如果将被测金属板放入两线圈之间则L1线圈产生的磁场将导致在金属板中产生电涡流,并将贯穿金属板此时磁场能量受到损耗使到达L2的磁通将减弱为φ1′ 从而使L2产生的感应电压U2下降。金属板越厚 涡流损失就越大 电压U2就越小。因此可根据U2电压的大小得知被测金属板的厚度。透射式涡流厚度传感器的检测范围可达1100 mm 分辨率为0. 1 μ m线性度为1%。 2. 高频反射式涡流厚度传感器 高频反射式涡流测厚仪测试系统图 涡流式传感器的工作原理根据电涡流式传感器的原理被测量距离x可以由传感器转换为传感器的Q值以及等效电阻R和等效电抗L三个参数并用相应的测量电路来测量。 用于电涡流传感器的测量电路主要有调频式、 调幅式电路两种。 4.3.3 电 涡流传感器测量电路 三测量电路 调频式测量电路框图 1.调频式电路 传感器线圈接入LC振荡回路当传感器与被测导体距离x改变时在涡流影响下传感器的电感变化将导致振荡频率的变化该变化的频率是距离x的函数 即f L x ,该频率可由数字频率计直接测量或者通过f-V变换用数字电压表测量对应的电压。 振荡器电路如图所示。振荡器的频率为 2.调幅式电路 由传感器线圈L、 电容器C和石英晶体组成的

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石英晶体振荡电路如图所示。 石英晶体振荡器起恒流源的作用给谐振回路提供一个频率f0稳定的激励电流io LC回路输出电压 Z为LC回路的阻抗当金属导体远离或去掉时 LC并联谐振回路谐振频率即为石英振荡频率fo 回路呈现的阻抗最大谐振回路上的输出电压也最大当金属导体靠近传感器线圈时线圈的等效电感L发生变化导致回路失谐从而使输出电压降低 L的数值随距离x的变化而变化。因此输出电压也随x而变化。输出电压经放大、检波后 由指示仪表直接显示出x的大小。 双涡流传感器构成的高频反射式涡流测厚仪测试系统双涡流传感器构成的高频反射式涡流测厚仪测试系统为了克服带材不够平整或运行过程中上下波动的影响在带材的上、下两侧对称地设置了两个特性完全相同的涡流传感器S1和S2。 S1和S2与被测带材表面之间的距离分别为x1和x2。若带材厚度不变则被测带材上、下表面之间的距离总有x1+x2常数的关系存在。两传感器的输出电压之和为2Uo数值不变。如果被测带材厚度改变量为Δδ 则两传感器与带材之间的距离也改变一个Δδ 两传感器输出电压此时为2Uo±ΔU。ΔU经放大器放大后通过指示仪表即可指示出带材的厚度变化值。 带材厚度给定值与偏差指示值的代数和就是被测带材的厚度。 1、电涡流式转速传感器 图示为电涡流式转速传感器工作原理图。在软磁材料制成的输入轴上加工一键槽在距输入表面d0处设置电涡流传感器 输入轴与被测旋转轴相连。 电涡流式转速传感器工作原理图

4.3.3 电 涡流传感器测量电路四电涡流传感器应用转速测量 若转轴上开z个槽或齿频率计的读数为f 单位为Hz则转轴的转速n 单位为r/min的计算公式为 当被测旋转轴转动时 电涡流传感器与输出轴的距离变为d0+Δd。由于电涡流效应使传感器线圈阻抗随Δd的变化而

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变化这种变化将导致振荡谐振回路的品质因数发生变化它们将直接影响振荡器的电压幅值和振荡频率。因此随着输入轴的旋转从振荡器输出的信号中包含有与转速成正比的脉冲频率信号。 该信号由检波器检出电压幅值的变化量然后经整形电路输出频率为fn的脉冲信号。 该信号经电路处理便可得到被测转速。 这种转速传感器可实现非接触式测量抗污染能力很强 可安装在旋转轴近旁长期对被测转速进行监视。最高测量转速可达600,000r/min 。 2. 涡流式传感器进行零件计数3.涡流式传感器5、 电涡流式通道安全检查门 安检门的内部设置有发射线圈和接收线圈。当有金属物体通过时交变磁场就会在该金属导体表面产生电涡流会在接收线圈中感应出电压计算机根据感应电压的大小、相位来判定金属物体的大小。在安检门的侧面还安装一台“软x光”扫描仪它对人体、胶卷无害用软件处理的方法可合成完整的光学图像。 差动变压器基本特性衔铁在中间位置时 M1 M2 M故U2 0 活动衔铁向上移动时, M1 M+ΔM M2 M-ΔM与 同极性活动衔铁向下移动时, M1 M-ΔM M2 M+ΔM与 同极性输出特点输出交流电压幅值与衔铁偏移量成正比衔铁过平衡点时相位改变180度。

Answer 3

在实验室中，和测电流、电压一样，我们通常用万能表测电阻。那和测电流一样，测量电阻我们也要把握三大点：一、调档位；二、归零数据；三、选择倍率。具体如何测呢，我们来细分一下具体步骤。

万能表图

【万能表测电阻步骤】

第一步：调整档位

万能表既可以测电流、电压，又可以测电压，所以我们在测电阻时要先把档位调整到测量电阻的欧姆档，常见的有×1，×10，×100，×1000四个档位。如下图红圈部分：

第二步：归零数据

我们在使用万能表测电阻前，首先需要归零数据。不然可能导致测量结果有误差。

这里要注意：我们测电流时，指针从左边开始计0，从左往右数值越来越大。但是测电阻时正好相反，归零在右边。

【具体归零方法】

通过红、黑两只笔插入对应的孔中，红对应“+”，黑对应“-”。如果两个表笔头对接时，查看指针是否在零的位置，如不在，则先分来量只表笔，然后用小螺丝刀等工具转动表盘下的定位螺丝，以此调整到机械零位。

第三步：选择倍率

选择合适的倍率档，尽量是指针读数定位在表盘中间，这样读数更精确。比如电阻R=40Ω，应该选 “×1档”，这样指针主要显示在中间，示数较清楚。如果选择 “×10档”，相当于指针将指在示数为400的位置，在表盘上偏右。读数难以精确。

这里要注意：如果不知道电阻的大概区间，可以选择性调试倍率档位，当调试到指针显示在表盘中间区，就比较合适了。

以上步骤后，就可以用两个表笔夹在电阻两侧测电阻大小了。