如何精確的測量電壓和電阻

1、有一個好表

2、表要預熱，一般要1小時，要求高的要3小時。具體預熱時間多少，最好能測量出開機曲線，以便測量時做到心中有數。

3、被測電壓源也要好。比如短期穩定度高、噪音小、溫度系數要小

4、房間環境合適。溫度不能太高或太低，濕度不能太大，不能有風，不要陽光直接照射。我國機房的標準溫度是20℃，國外23℃。濕度最好能在60%或以下。

5、被測電壓源也要開機預熱。到底預熱多長時間要具體看情況，最好也能做出開機曲線。

6、電壓表要選擇比較長的周期，有>10G阻抗的情況下盡量采用

7、測試線要選擇好。如果電壓源的輸出電阻很小或者干擾不大的情況下一般不需要屏蔽。但內阻稍微大一些、干擾稍微大一些，還是屏蔽線為好。漏阻要求不高，如果電壓源內阻比較小的情況下。低熱電動勢的插頭插座并不一定要，因為普通插頭插座熱電動勢1uV左右，在高電壓（10V下）也就是0.1ppm，6位半沒有必要。

8、接好后的穩定。所有接線接好后，要等待幾分鐘，讓熱量均衡后再測量。

9、讀數方法，要多看幾個，一致后再記錄。如果最末位有小的變動，可以排除極端值以后取平均。

10、如果有參考標準源，那么再測試參考標準，比對一下自己的表的誤差大小，再進行修正。

比如測試被測量量讀10.0005V，而測試10.0002V的基準讀10.0001V，那就知道自己的表偏低0.0001V，正確的被測試量就是10.0006V

精確的測量電阻

1到5條同上。

6、電阻表最好選擇4線法，尤其是<=10k的時候。高精度測量100k也要4線，1M或以上可以用2線。

7、測試線要選擇好。最好的材料是Teflon材料的4芯屏蔽線。假設你測試100k電阻，即便有10G的漏阻，對結果的影響也是10ppm很大了。

低熱電動勢的插頭往往要求更高一些，因為測量電壓一般比較小比如1V左右，這樣普通插頭插座熱電動勢的1uV左右的電壓就會引起1ppm左右的誤差。

當然，接好線后要等待幾分鐘，讓熱量均衡后再測量。

8、9同上

10、如果有參考標準電阻，那么最好要同時測量一下同值的標準，比對一下自己的表的誤差大小，再進行修正。比如測試被測量量讀10.0005kΩ，而測試10.0002kΩ的基準讀10.0001kΩ，那就知道自己的表偏低0.0001kΩ，正確的被測試量就是10.0006kΩ。

附錄：

一、什么是噪音？

噪音主要是0.1Hz到10Hz的低頻不確定性，主要表現在測試時，最后的讀數總在變動。

二、什么是短期穩定性？

短期穩定性一般指10分鐘之內表的讀數變化了多少。這個變化若很小，就可以在短期內測量多個標準進行比較。短期穩定性也可以認為就是重復性。

三、什么是線性？

線性就輸入量和輸出讀數之間是否是直線的。把輸入輸出之間的關系畫成曲線，理想情況下是一根直線。如果線性不好，就是有跳躍、有彎曲，不適合比例測量。一般6位半的表線性度為2ppm左右。也就是說，測量10V時，輸出在任何時候偏離理想直線不超過20uV。

再比如輸入2V讀2.00000V，但輸入4V讀4.00007V，就是線性不好，偏離了70uV。

四、什么是傳遞特性？

傳遞特性，就是在間隔不長時間內，相繼測試兩個相近的量后的比較誤差。

傳遞特性的好壞，直接與上述三個量相關。可以認為是上述三個結果之和。即：

傳遞特性=線性+短期穩定性+噪音

傳遞特性又叫比較特性，也叫轉移特性。

因此，要追求好的傳遞特性，必須同時具備噪音低、短期穩定性好、線性好的特點。

之所以叫傳遞特性，是因為在標準傳遞、標準轉移的時候常用這種比較。

五、常見萬用表的幾個特性如何？

34401A，噪音和短期穩定度指標2ppm，線性3ppm，傳遞特性7ppm，實際能在/2。

34420A，噪音和短期穩定度指標0.1ppm，線性1.3ppm，傳遞特性1.5ppm，實際在1ppm。

3458A，噪音和短期穩定度指標0.01ppm，線性0.1ppm，傳遞特性0.1ppm，實際在0.05ppm附近。（以上均為10V電壓檔參數）

六、萬用表的老化重要嗎？

老化又叫長期穩定性，一般用ppm/年來表示。

這個指標表明在一年后重新測試同一基準，讀數到底變化多少。

指標當然重要，尤其是只有萬用表、沒有基準的時候。

但是，萬用表的老化指標往往做的不太好，比如6位半的基本年差以30ppm為多，8位半的也就是3ppm到8ppm之間。

電阻檔的年差更差一些，6位半的往往是100ppm，7位半的60ppm，8位半的是10ppm。

所以，要想更高精度的進行測試，只靠一個好的萬用表仍然不夠，因為再好的萬用表的老化也趕不上好的外部基準的老化小。

基于LTZ1000和263的電壓基準可以把老化做到1ppm/年的級別，而很多標準電阻，甚至是Fluke的金封電阻，能達到1-7ppm/年，都比萬用表的電阻檔老化小得多，更不用提老化只有10年2ppm的VHP202Z系列了。

七、基準和萬用表的溫度系數重要嗎？

這個也很重要，盡管比不上老化，能排在第二位。

老化是不可逆的，老化的結果是不可預測的，只有你自己老化了也是不知不覺的。

但溫度系數要好一些，實在不行可以用恒溫環境來測試。

當然，業余條件下，沒有這樣的環境，就要求萬用表、基準盡可能的有低的溫度系數。

商品10V基準和10kΩ能做到0.05ppm/℃，是比較理想的，測試時甚至可以忽略。

高位萬用表的溫度系數在0.1ppm-2ppm/℃之間，溫度范圍變化大了就不能忽略了。假設不能改變測試環境，那么可以采用事先測試的辦法，進行修正。