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电阻测量结果总是不准确,如何避免影响?这个电阻很关键

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2022/5/5 17:42:50

无纸记录仪GP20搭配模拟输入模块能够测量DC电压、DC电流、热电偶、RTD、接点(半导体继电器扫描型),依靠设定采集间隔,采集瞬时的电压值,测量精度最高可达±(读数的0.01%+5μV)。但是其工作原理是怎样的呢?以GP20为例一起来认识下吧。




采集直流电压


GP20进行直流电压时的电路图如下所示:


直流电压.png


上述所示测量的是分压器输出的直流电压,H、L是GP20输入端子,在分压器的内部电阻R2与模拟输入模块中的输入电阻Rin并联,将产生一个新的组合电阻R',从而促使测量电压Vm发生测量误差。举例如下:


假如设定分压器的R1、R2分别为1MΩ和1KΩ,但是输入电阻为1MΩ将得出一个公式,如下所示:


测量电压Vm=Vo×R'/(R1+R')
R'=1KΩ×1MΩ/(1KΩ+1MΩ)≈999Ω(下降约0.1%)




由上述内容可以得出以下结论:由于R2下降了大约1KΩ的0.1%,所以测量电压也下降了0.1%。在被测物不变的前提下,Rin大小将会影响测量精度。如果电压量程选择1V以下,Rin大小在10MΩ以上(测量量程和输入电阻Rin两者间的关系在文末)。按照上式计算R'可得R'≈999.9Ω,下降约0.01%,因为R2电阻值下降约0.01%以下,所受影响的测量电压Vm同样也是下降约0.01%。


采集直流电流


测量直流电流方法有两类:一个是使用电流输入型(GX90XA-10-C1)模块,另外一类是用直流电压量程搭配分流电阻使用,电路图分别如下:


直流电流.png


如上所示H、L为模块输入端子,电流(mA)输出方式,直接串入直流电流即可。通用型方式,应要接外部分流电阻,能够看到外部分流电阻与输入电阻并联,在此应要注意Rin对外部分流电阻产生的影响。举例如下:


采用电流输入型模块,选择输入4-20mA与使用通用型模块直流电压6V量程及分流电阻250Ω进行测量时,直流电压6V量程,输入电阻Rin约1MΩ,作用在外部分流电阻上,产生一个组合电阻是250Ω×1MΩ/(250Ω+1MΩ)≈249.938Ω。约下降0.025%。电流输入型模块(C1),去除了1MΩ电阻影响,同样是去除了0.025%的下降。




经过上面的问题可以知道,不论分流电阻怎样精确,可输入电阻Rin影响都将产生误差,同时还应注意用串入分流电阻方式测电流时,在此要注意电阻值范围,按照要求选择10~250Ω。输入电阻Rin大小受电压量程影响,关系图如下所示:


电阻关系.png


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