微小电阻测量：放大器与电源策略的选择

微小电阻测量是一项精细且高精度的工作，主要关注测量mΩ级乃至μΩ级电阻，这些电阻在许多高精度应用中至关重要，如高精度万用表、压力表、金属探伤仪和导线特性测试等。测量这类电阻面临诸多挑战，包括信号幅度极小、信噪比低、接线电阻和接触电阻的影响、温度漂移、电路噪声与干扰等。 在基本方法的选择上，测量策略分为几个关键环节： 1. 放大器类型选择: - 直流放大器：由于其无法隔断直流信号，可能会受到放大器温漂的影响。为了减小误差，需选用性能更优的放大器，并可能需要双电源支持。通常情况下，输出信号起点为零伏，所以可能无需额外的偏置电压。 - 交流放大器：这种放大器能有效隔绝直流信号，避免了放大器温漂问题。它依赖于信号的相关性来提取信号，可以单电源供电。然而，驱动ADC时可能需要稳定的偏置，对电源质量有较高要求。 2. 驱动电源选择： - 恒压源：适用于已知电阻分压情况，便于同时测量电压和电流，结构相对简单。 - 恒流源：仅测电压，不测电流，适合于特定的应用场景。 - 直流电源：提供稳定电压或电流，利于滤波和减小放大器温漂影响。 - 交流电源：适合于数据处理，但电路较复杂，需要幅度稳定电路，且对50Hz的频率有特殊要求。 - 脉冲电源：兼具交流特性，有助于低功耗和减少自热问题，但可能增加电路复杂性。 3. 接线方式选择： 微小电阻测量接线方式有二线制、三线制和四线制，不同方式会直接影响接线电阻对测量结果的影响程度。 4. 电路设计要求： 为了提高测量的准确性和稳定性，电路设计必须具备抗干扰能力，结构要确保环境适应性，同时数据采集电路需有高分辨率和强大的信号处理能力。此外，纯净、稳定和高效的电源以及高质量的器件（如低噪声放大器和高精度Δ-Σ型ADC）也是至关重要的。 5. 信号处理： 因为信号信噪比低，需要使用合适的信号提取和滤波算法，以最大限度地提高测量精度。 微小电阻测量涉及多种技术和策略，从选择适当的放大器和驱动电源到优化电路设计、信号处理和电源质量控制，每一环节都直接影响着最终测量结果的可靠性。只有全面考虑并解决这些难点，才能确保微小电阻的精确测量。