从小电阻的高精度测量到大电流分流器的定标

电阻测量可能是最简单和最常用的测量之一，大家在中学物理就学过。但任何事情到了极致就可能变得不那么简单，例如极小的电阻测量。

极小电阻现在应用非常广泛，例如电路和系统中大电流的取样：在光伏风电设置或汽车快充设备中，电流可能从数百安培起步。这时候，即使取样电阻低至1毫欧，发热功率也可能有数百瓦甚至上千瓦！另外，电动汽车的充电头的接触电阻也必须非常低至数毫欧，甚至微欧，否则后果不堪设想。

因此，在这些应用中，工程师必须精确测量和评估这些极小的电阻，以防器件在使用环境中产生自热效应，产生较大的误差，甚至被损坏。

相信大家都会想到，小电阻的精确测量必须使用4线（开尔文）测量，以去除引线和接触电阻。这个测试方法在高端的六位半数字表中是必备的功能。

但是，事情会如此简单吗？

我们来看一下用是德科技的最高端六位半数字表34465A测量10mΩ标准电阻。

我们用的是最好的开尔文四线测量夹具，但是，测量结果居然是16.5mΩ！相信没有人能接受这个测试结果！但问题出在哪里了？

我们来看一下数字表的规格书，关注一下电阻测量和电压测量的指标：

从规格书上，我们看到，这台万用表的电阻最小量程是100Ω，在这个量程下提供的激励电流只有1mA. 根据欧姆定律，这时候电阻两端的压降只有10uV！

而这款表的电压最小量程是100mV，两者相差10000倍！这里量程误差已经导致这款表无法精确测量了。

如何解决这个问题？一个有效的方案是利用一个更大的高精度电流源，提升测量电流，来精确测量电阻。这就让我们想到了源表。

我们选了一台是德科技的B2912A六位半的源表，其电压测量精度与34465A相当，但激励电流输出不仅可以调整，而且精度也非常高。来看一下测量结果：

设置100mA 的测试电流的结果10.09mΩ

设置1A的激励结果，10.004mΩ

果然，激励的电流越大，测试的准确性越高！

但事情还没有结束，如果希望获得大电流分流器在真实工作场景下的阻值，也就是说在数百安培，甚至上千安培工作时，在不同环境温度下的真实阻值。这个难度非常大，这是因为，如果希望获得0.5%精度，就意味着至少需要一台或几台数百安培的电流源，其精度需要在0.05%！这谈何容易！

如此高难度的测试，是德科技自然是当仁不让了！我们采用最新的RP7900 APS系列高性能电源系统，单机的电流可达800A，而电流测量精度，更是达到空前的0.03%！