四端法测电阻的问题

只看该作者 · 2016-10-13 08:31

图中，D+和D-接电流源的正端和负端，S+和S-是电压测量端的正和负端。电流源通过单片机k控制可以产生1A、100mA、10mA、1mA、100uA、10uA、1uA共7档电流。测试MOS管IRFZ44N的驱动信号Drive，发现电流在100uA、10uA、1uA档时，Drive是低电平；当电流在1A、100mA、10mA、1mA四档时Drive一直是高电平。这里是否合理？我的理解是，无论电流在哪一挡，在测试时，Drive都应当是低电平，当测试结束时，为防止电感性电阻反向击穿电源，才将Drive置为高电平。这里理解对吗？请教各位前辈。

3万 · 2016-10-13 08:46

电路太复杂，根本没有必要使用MOS管来防止待测电阻含电感而产生的电动势。只需要一支二极管即可。
另外，四端法测电阻，通常是测量1欧以下的小电阻。因此，电流源产生1uA、10uA等这么小的电流并无必要。

只看该作者 · 2016-10-13 08:51

谢谢maychang哦，您很热心。电路是有点复杂，但实际电路如此，我琢磨不透。因为需要测试的电阻范围比较大，从20毫欧姆到2M欧姆，所以电流源需要一个很大的范围变化。一个二极管的电路原理我是懂的，但这个电路这里的控制原理，我就是搞不懂，Drive在电流挡位怎么可以一直是高电平呢？

3万 · 2016-10-13 09:06

sunwave 发表于 2016-10-13 08:51
谢谢maychang哦，您很热心。电路是有点复杂，但实际电路如此，我琢磨不透。因为需要测试的电阻范围比较大， ...

我也不知道原电路设计是什么目的要让MOS管在大电流时导通。
用这种方法测量大电阻，误差比较大，所以比较少用。

只看该作者 · 2016-10-13 09:15

maychang 发表于 2016-10-13 09:06
我也不知道原电路设计是什么目的要让MOS管在大电流时导通。
用这种方法测量大电阻，误差比较大，所以比较 ...

测大电阻的时候，MOS管是不通的，也就是正常的四端法测电阻，为什么会误差比较大？

3万 · 2016-10-13 09:27

sunwave 发表于 2016-10-13 09:15
测大电阻的时候，MOS管是不通的，也就是正常的四端法测电阻，为什么会误差比较大？ ...

四端法测量电阻，本质是测量电阻两端的电压，首帖图中S＋和S－两端就是接电压测量设备的。
但任何电压测量设备均有一定输入电阻，例如普通数字万用表输入电阻通常为10兆欧，某些低档数字万用表为1兆欧。
现在假定测量2兆欧电阻，测量S＋和S－两端电压的测量设备为数字万用表，输入电阻10兆欧，那么电流源产生的电流将有大约1/5流入电压测量设备，实际流过待测电阻的大约是4/5电流源电流。
但若测量10欧电阻，那么流过电压测量设备的电流与流过待测电阻的电流相比较可以忽略不计(只有百万分之一)。
测量高电阻，通常用电压源，用电流表与待测电阻串联。这样误差小，因为电流表内阻与待测电阻相比较可以忽略不计。

只看该作者 · 2016-10-13 09:45

maychang 发表于 2016-10-13 09:27
四端法测量电阻，本质是测量电阻两端的电压，首帖图中S＋和S－两端就是接电压测量设备的。
但任何电压测 ...

嗯，您说的有道理。我这里S+和S-后面接的是OP177，它的共模输入阻抗，我查了一下，典型值是45M，并且有串联负反馈，输入阻抗应当比45M还要大很多（45*（1+AF))，A是OP177的开环增益>10^5，F是反馈系数(大约是0.1-1.0之间），误差应当在可容忍范围。

只看该作者 · 2016-10-13 10:50

还是想搞明白，为什么当电流在1A、100mA、10mA、1mA四档时Drive一直是高电平？等待中。。。。

3万 · 2016-10-13 10:54

sunwave 发表于 2016-10-13 09:45
嗯，您说的有道理。我这里S+和S-后面接的是OP177，它的共模输入阻抗，我查了一下，典型值是45M，并且有串 ...

“它的共模输入阻抗，我查了一下，典型值是45M”
与误差有关系的是差模输入阻抗。
当然，该运放差模输入阻抗大概也很大。

只看该作者 · 2016-10-13 17:05

sunwave 发表于 2016-10-13 10:50
还是想搞明白，为什么当电流在1A、100mA、10mA、1mA四档时Drive一直是高电平？等待中。。。。 ...

打开场效应管，可能是启动二极管的胁位保护，让在大电流测试情况下，信号电压不超过0.7V。

只看该作者 · 2016-10-13 19:27

corset 发表于 2016-10-13 17:05
打开场效应管，可能是启动二极管的胁位保护，让在大电流测试情况下，信号电压不超过0.7V。 ...

请问corset，二极管的胁位保护是什么意思？怎么个工作原理？

只看该作者 · 2016-10-14 09:01

sunwave 发表于 2016-10-13 19:27
请问corset，二极管的胁位保护是什么意思？怎么个工作原理？

不好意思，敲错字了。钳位电路。

一样的原理。将信号钳位至0~0.7V以内。

只看该作者 · 2016-10-14 09:03

corset 发表于 2016-10-13 17:05
打开场效应管，可能是启动二极管的胁位保护，让在大电流测试情况下，信号电压不超过0.7V。 ...

是嵌位保护?我想了一下,是不是这样工作的:正常运行的时候,虽然MOS管打开,但是由于RX上的电压不超过0.7V,所以MOS管上并无电流通过,所以测试结果仍然是准确的.当开路或某种故障使得RX两端电压超过0.7V,则电流可以通过MOS管,起到保护RX的作用.当断开RX的时候,MOS的驱动应当延后关闭,起到缓冲保护电感反电势的作用.