dajiadouzhidaozaicelianggongzuozhong，dianyahedianliudejingzhunzhiguanzhongyao，tamendeceliangjingduzhijiedaozhiqijiangonglvheqitadianqicanshudejisuanjieguo。tongchang，womencaiyongfenliudianzu，goujiandingzhijiejuefangan，liyongoumudinglv，tongguofenliudianzuzhiheceliangdeyajiangjisuanchudianliuzhi。danzhezhongfangfadailaidemafan，nizhendelejiema？woxiamianjiulaijiangjiangqizhongdeaomiao。

 

首先，對電壓和電流的測量往往需要總誤差達到甚至低於0.1%的測量精度。但實際過程中，總測量精度會受限於測量過程中的若幹個因素的製約，包括分流器
、引線
、測量環境、以及數字萬用表本身。數字萬用表可對電流進行非常精確的測量，例如安捷倫34461A 6位半數字萬用表
，在測量最大10A的電流時

，誤差約為0.06%（24小時校準）。 但是當電流超過10A shi，xuduoshuziwanyongbiaoneizhidianliubiaodeliangchengkenengjiubugouyongle。zheshirenmenkenenghuicaiyongkaqianshidianliutantouceliangdianliu。zhegefangfadeshiyongfangbian
，danjingduyouxian
，dayue 0.5%-1%， 而er且qie短duan時shi間jian內nei就jiu會hui產chan生sheng漂piao移yi，必bi須xu經jing常chang進jin行xing手shou動dong歸gui零ling。因yin此ci，要yao測ce量liang幾ji十shi至zhi上shang百bai安an培pei的de電dian流liu，工gong程cheng師shi通tong常chang使shi用yong分fen流liu電dian阻zu
，構gou建jian定ding製zhi解jie決jue方fang案an，利li用yong歐ou姆mu定ding律lv，通tong過guo分fen流liu電dian阻zu值zhi和he測ce量liang的de壓ya降jiang

，計ji算suan出chu電dian流liu值zhi。但dan是shi這zhe種zhong方fang法fa會hui引yin入ru許xu多duo誤wu差cha
，必bi須xu花hua費fei大da量liang精jing力li使shi用yong外wai部bu手shou段duan驗yan證zheng測ce試shi結jie果guo，但dan即ji使shi這zhe樣yang

，也ye很hen難nan確que定ding最zui終zhong的de精jing度du。因yin此ci，大da電dian流liu和he動dong態tai電dian流liu的de精jing確que測ce量liang，是shi非fei常chang具ju有you挑tiao戰zhan性xing的de。

 

缺陷原因：市場上常見的高精度電阻分流器的標稱技術指標可以達到0.5%，甚至有些可低至0.1%的誤差。但即便隻有0.1%誤差的分流器，在未考慮其它可能引入的誤差之前
，就會讓我們難以實現0.1%總(zong)測(ce)量(liang)誤(wu)差(cha)的(de)目(mu)標(biao)。更(geng)為(wei)嚴(yan)重(zhong)的(de)是(shi)，由(you)於(yu)分(fen)流(liu)器(qi)的(de)阻(zu)值(zhi)會(hui)隨(sui)著(zhe)溫(wen)度(du)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)
，而(er)我(wo)們(men)無(wu)法(fa)調(tiao)整(zheng)它(ta)的(de)絕(jue)對(dui)電(dian)阻(zu)值(zhi)來(lai)校(xiao)準(zhun)它(ta)
，而(er)必(bi)須(xu)進(jin)行(xing)更(geng)多(duo)的(de)表(biao)征(zheng)。同(tong)時(shi)，必(bi)須(xu)用(yong)高(gao)精(jing)度(du)的(de)萬(wan)用(yong)表(biao)來(lai)測(ce)量(liang)電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)阻(zu)的(de)變(bian)化(hua)。普(pu)通(tong)的(de)數(shu)字(zi)萬(wan)用(yong)表(biao)由(you)於(yu)分(fen)辨(bian)率(lv)的(de)限(xian)製(zhi)，不(bu)能(neng)直(zhi)接(jie)用(yong)於(yu)精(jing)確(que)表(biao)征(zheng)毫(hao)歐(ou)級(ji)的(de)分(fen)流(liu)器(qi)。

 

那(na)麼(me)，如(ru)何(he)來(lai)精(jing)確(que)表(biao)征(zheng)一(yi)個(ge)分(fen)流(liu)器(qi)呢(ne)？一(yi)種(zhong)方(fang)法(fa)是(shi)將(jiang)其(qi)與(yu)預(yu)先(xian)表(biao)征(zheng)過(guo)的(de)分(fen)流(liu)器(qi)串(chuan)聯(lian)

，使(shi)用(yong)程(cheng)控(kong)電(dian)源(yuan)為(wei)該(gai)串(chuan)聯(lian)電(dian)路(lu)施(shi)加(jia)電(dian)流(liu)。使(shi)用(yong)串(chuan)聯(lian)電(dian)路(lu)中(zhong)已(yi)知(zhi)特(te)性(xing)的(de)分(fen)流(liu)器(qi)來(lai)測(ce)量(liang)電(dian)流(liu)
，再(zai)測(ce)量(liang)需(xu)要(yao)表(biao)征(zheng)的(de)分(fen)流(liu)器(qi)上(shang)的(de)電(dian)壓(ya)，便(bian)可(ke)計(ji)算(suan)出(chu)這(zhe)個(ge)分(fen)流(liu)器(qi)的(de)電(dian)阻(zu)。在(zai)表(biao)征(zheng)過(guo)程(cheng)中(zhong)
，您(nin)必(bi)須(xu)等(deng)待(dai)分(fen)流(liu)器(qi)達(da)到(dao)熱(re)平(ping)衡(heng)，以(yi)獲(huo)取(qu)這(zhe)個(ge)分(fen)流(liu)器(qi)受(shou)溫(wen)度(du)影(ying)響(xiang)而(er)發(fa)生(sheng)的(de)變(bian)化(hua)值(zhi)。在(zai)一(yi)個(ge)電(dian)流(liu)值(zhi)完(wan)成(cheng)表(biao)征(zheng)後(hou)，隨(sui)即(ji)需(xu)要(yao)按(an)一(yi)定(ding)的(de)步(bu)進(jin)提(ti)高(gao)電(dian)流(liu)值(zhi)
，再(zai)重(zhong)複(fu)這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)，直(zhi)到(dao)最(zui)大(da)的(de)預(yu)期(qi)電(dian)流(liu)值(zhi)，以(yi)表(biao)征(zheng)分(fen)流(liu)器(qi)逐(zhu)漸(jian)增(zeng)加(jia)的(de)自(zi)熱(re)效(xiao)應(ying)。這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)極(ji)其(qi)耗(hao)時(shi)耗(hao)力(li)。

 

有一點必須考慮的是
，鑒於分流器的電阻值僅為毫歐級
，所以電路引線中的電阻也不容忽視。在使用10毫歐分流器時，即使引線額外增加僅僅10微歐電阻
，也會導致誤差增加0.1%。 為了預防引線電阻值加到被表征的分流器電阻值上

， 從而影響測量結果，應該使用4線Kevin連接方法（圖1）。

圖 1：利用Kelvin 4線連接的分流電阻器

溫度變化引入的誤差：當溫度變化時，所有電阻器的值都會發生或多或少的漂移（圖2）。這種效應被量化為電阻溫度係數（TCR），單位通常為 ppm/℃（見公式1）。普通銅線的TCR大約為 4000 ppm/℃。精密型分流器使用特殊合金進行補償，將TCR降低到最低水平，可以實現10ppm或更出色的性能。然而，TCR 絕不會減小到0，所以您必須計算其效應，特別是在電阻器功耗達到數瓦的時候

，以確保環境溫度變化或自熱導致的溫度上升不會損害測量精度。對於25ppm電阻器，溫度每上升40℃
，誤差將增加0.1%。此ci外wai
，由you於yu電dian阻zu隨sui溫wen度du而er改gai變bian，在zai電dian流liu發fa生sheng變bian化hua之zhi後hou
，分fen流liu器qi兩liang端duan電dian壓ya的de顯xian示shi值zhi需xu要yao很hen長chang的de時shi間jian才cai能neng穩wen定ding下xia來lai
，直zhi到dao分fen流liu器qi達da到dao熱re平ping衡heng。熱re穩wen定ding時shi間jian取qu決jue於yu分fen流liu器qi材cai料liao的de形xing狀zhuang、質量和熱導率。對於物理尺寸較大的器件
，它們可能長達幾分鍾。由於等待分流器溫度穩定需要時間，這將會嚴重影響測試速度。

公式1：

圖 2：分流電阻的熱漂移

 

數字電壓表引入的誤差：suirangaoxingnengshuzidianyabiaonenggouceliangweifujidianya
，danshizaidixinhaodianpingshi
，shuzidianyabiaozishendepianzhiwuchashijuedingfenliuqixitongzongtijingdudezuizhongyaoyuanyin。shuzidianyabiaodeceliangwuchabaokuoledushuwuchahepianzhiwucha。pianzhiwuchashiyouyibiaobenshenjuedingde
，yuxuanyongdeliangchenghewenduyouguan，eryubeiceliangdexinhaowuguan，zhegezhitongchangzaiweifuji。yinci，zhejiujuedingleshuzidianyabiaozaiceliangfenliuqidedidianyaxinhaoshi，cunzaiyigebukexiaoshidewuchaxiaxian。

 

熱電動勢引入的誤差：當電路由兩種不同金屬構成，而且在不同端存在溫度差時，就會發生熱電效應，即Seebeck電壓。Seebeck電壓的大小取決於接觸的金屬種類及溫度差，通常為uW/℃的量級。熱電偶就是利用Seebeck熱電效應來測量溫度。但在使用分流器的電流測量中，Seebeck熱(re)電(dian)效(xiao)應(ying)會(hui)是(shi)常(chang)見(jian)的(de)偏(pian)置(zhi)誤(wu)差(cha)源(yuan)。要(yao)最(zui)大(da)限(xian)度(du)減(jian)小(xiao)熱(re)電(dian)效(xiao)應(ying)
，必(bi)須(xu)謹(jin)慎(shen)選(xuan)擇(ze)材(cai)料(liao)
，保(bao)持(chi)係(xi)統(tong)的(de)等(deng)溫(wen)狀(zhuang)態(tai)。因(yin)此(ci)，您(nin)應(ying)盡(jin)量(liang)讓(rang)分(fen)流(liu)器(qi)測(ce)量(liang)電(dian)路(lu)遠(yuan)離(li)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)的(de)熱(re)源(yuan)
，例(li)如(ru)散(san)熱(re)風(feng)扇(shan)排(pai)出(chu)的(de)氣(qi)流(liu)，並(bing)盡(jin)可(ke)能(neng)降(jiang)低(di)分(fen)流(liu)器(qi)自(zi)身(shen)的(de)功(gong)耗(hao)。連(lian)接(jie)器(qi)的(de)電(dian)鍍(du)觸(chu)頭(tou)、繼電器到分流器合金的銅線連接（圖 3），都可能構成意外的熱電偶接點，其溫度相關的偏置電壓對測量結果會產生不利影響。例如：對於3.33uV/℃的材料
，一旦溫度變化3℃， 就會產生10uV的Seebeck偏置電壓
，可能導致10 mV的信號測量產生0.1%誤差。

圖 3：自熱導致分流器溫度上升

 

選擇分流器：要進行精確的電流測量，首先應使用高品質的電阻。對於普通的電阻，由於引線電阻
、較大的TCR、以及非理想的特性，最好不要使用它作為電流測量的分流器。此外

，測量大、小電流的要求會相互矛盾，任何一個實際的測試係統可以測量的最大和最小電流值是有限的。

對於大電流，通過將分流器的功耗限製到適當水平，以此確定該分流器的電流測量上限。根據
，100A電流通過1毫歐電阻將消耗10W功率
，產生100mV的壓降。在10W功耗條件下，TCR可能會導致分流器的電阻值發生非常大的變化
，需要使用散熱器，或更大體積的器件以限製溫度的上升。

 

分流器上的瞬態壓降可能也會限製分流器電流測量的實際上限。在被測件端， shijishurudianyadengyongdianyuanshuchudianyajiangjianqufenliuqihedaoxianshangdeyajiang。changyongdefangfashibadianyuanyuanduanganyingxiankuaguofenliuqi

，lianjiedaobeicejianduan。zheyangdianyuankeyitigongewaidebuchangdianya
，yiwendingbeicejianduandedianya（圖 4）。然ran而er
，如ru果guo出chu現xian電dian流liu的de突tu然ran變bian化hua，分fen流liu器qi仍reng將jiang導dao致zhi瞬shun態tai電dian壓ya偏pian置zhi，
，之zhi後hou電dian源yuan才cai會hui穩wen定ding到dao新xin的de工gong作zuo點dian。分fen流liu器qi瞬shun態tai壓ya降jiang與yu電dian源yuan固gu有you的de瞬shun態tai壓ya降jiang相xiang疊die加jia，有you可ke能neng導dao致zhi被bei測ce件jian重zhong置zhi或huo產chan生sheng其qi它ta錯cuo誤wu行xing為wei。

圖 4：包括遠端感應連接的電源

 

對(dui)於(yu)小(xiao)電(dian)流(liu)的(de)測(ce)量(liang)
，必(bi)須(xu)使(shi)用(yong)大(da)分(fen)流(liu)電(dian)阻(zu)以(yi)使(shi)生(sheng)成(cheng)的(de)足(zu)夠(gou)高(gao)的(de)偏(pian)置(zhi)電(dian)壓(ya)，降(jiang)低(di)測(ce)量(liang)誤(wu)差(cha)
，提(ti)供(gong)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)。如(ru)果(guo)測(ce)量(liang)的(de)電(dian)流(liu)是(shi)變(bian)化(hua)的(de)，有(you)大(da)電(dian)流(liu)和(he)小(xiao)電(dian)流(liu)，在(zai)使(shi)用(yong)單(dan)分(fen)流(liu)器(qi)係(xi)統(tong)的(de)時(shi)候(hou)，就(jiu)可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)問(wen)題(ti)。一(yi)方(fang)麵(mian)
，需(xu)要(yao)分(fen)流(liu)器(qi)能(neng)適(shi)用(yong)於(yu)足(zu)夠(gou)高(gao)的(de)電(dian)流(liu)
，需(xu)要(yao)克(ke)服(fu)功(gong)耗(hao)和(he)瞬(shun)態(tai)響(xiang)應(ying)因(yin)素(su)的(de)限(xian)製(zhi)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)，在(zai)小(xiao)電(dian)流(liu)的(de)測(ce)量(liang)時(shi)又(you)要(yao)確(que)保(bao)足(zu)夠(gou)的(de)精(jing)度(du)，但(dan)這(zhe)時(shi)
，數(shu)字(zi)電(dian)壓(ya)表(biao)和(he)Seebeck熱偏置電壓造成的誤差將是不可接受的。

 

您可能想再使用一個額外的分流器和旁路開關

，為小電流測量生成較大的、gengrongyiceliangdedianyaxinhao。raner，jiangzhegeewaidefenliuqiqiehuandaodianluzhongjinxingceliang，xuyaojinxingdaliangbianchenggongzuo
，yinweitabixuyubeicejianhuodongdaozhidedianliubianhuabaochitongbu。zaidafenliuqishang，yiwaidegaoshuntaidianliukenengdaozhidianyuandianyaxiajiang，zaochengbeicejianzhongduangongzuo。jiadinglixiangdedadianliupangtongkaiguankeyishixian，nameturanzengjiahuojianshaobeicejiandianliulujingzhongdezukang，rengyoukenengdaozhidianyuanxitongdeshuchushunbian。

 

替代解決方案：對於設計和準確驗證分流係統的困難性
，我們可以更多來關注一下高性能電源通常內置的、卓越的計量級測量手段。Keysight N7900A APS電源係列可以測量高達200A的電流，而增益誤差不超過0.04%。先進的設計不僅保證了電流和電壓測量精度，它們還在極限環境條件下經過測試和標定。此外，N7900Axiliehaicaiyongleremoxing，laishishigujifenliuyuanjiandewendu，bingduiwendudaozhidewuchajinxingshuzixiaozheng。yuweijinxingrenhebuchangdexitongxiangbi，zhegeguochengkegaishanjingdu，bingjidasuoduanceshishijian。N7900A APSxilieneibuhaijuyouwufengqiehuandegaodianliuhedidianliuliangcheng
，kefangbiandiduigaodongtaidianliujinxingceliang，wuxushiyongwaibufenliuqihexiangguandekongzhidianlu。congceliangjiaodulaikan
，liangchengbianhuabuhuiduidianyuanshuchuchanshengrenheganrao，wanquanshimeiyoujianduanhemaocide。zailiyongAPS精確測量電流的時候，有兩種方法：第一種：利用APS給被測件供電，設定工作電源
，直接讀出被測件的動態和靜態工作電流
； 第二種：把APS串入電流回路
，把APS的電壓輸出設為0V。 這樣APS就成為了一個具備超大動態電流測量範圍的電流表。

 

 總(zong)之(zhi)
，在(zai)使(shi)用(yong)分(fen)流(liu)器(qi)和(he)數(shu)字(zi)萬(wan)用(yong)表(biao)構(gou)成(cheng)的(de)係(xi)統(tong)中(zhong)，要(yao)實(shi)現(xian)高(gao)精(jing)度(du)電(dian)流(liu)測(ce)量(liang)
，其(qi)複(fu)雜(za)程(cheng)度(du)遠(yuan)遠(yuan)超(chao)過(guo)根(gen)據(ju)歐(ou)姆(mu)定(ding)律(lv)粗(cu)略(lve)計(ji)算(suan)的(de)過(guo)程(cheng)。數(shu)不(bu)勝(sheng)數(shu)的(de)誤(wu)差(cha)源(yuan)會(hui)導(dao)致(zhi)測(ce)量(liang)的(de)絕(jue)對(dui)精(jing)度(du)遠(yuan)遠(yuan)低(di)於(yu)數(shu)字(zi)萬(wan)用(yong)表(biao)的(de)理(li)論(lun)性(xing)能(neng)，同(tong)時(shi)溫(wen)度(du)的(de)影(ying)響(xiang)也(ye)使(shi)可(ke)重(zhong)複(fu)性(xing)顯(xian)著(zhu)降(jiang)低(di)。考(kao)慮(lv)到(dao)這(zhe)些(xie)誤(wu)差(cha)，對(dui)結(jie)果(guo)進(jin)行(xing)驗(yan)證(zheng)需(xu)要(yao)投(tou)入(ru)大(da)量(liang)時(shi)間(jian)、設(she)備(bei)和(he)專(zhuan)業(ye)技(ji)術(shu)。使(shi)用(yong)實(shi)驗(yan)室(shi)電(dian)源(yuan)內(nei)置(zhi)的(de)測(ce)量(liang)能(neng)力(li)可(ke)以(yi)非(fei)常(chang)方(fang)便(bian)地(di)進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)
，減(jian)少(shao)需(xu)要(yao)的(de)測(ce)試(shi)儀(yi)器(qi)數(shu)量(liang)
，通(tong)過(guo)清(qing)晰(xi)定(ding)義(yi)的(de)精(jing)度(du)技(ji)術(shu)指(zhi)標(biao)為(wei)您(nin)提(ti)供(gong)可(ke)靠(kao)的(de)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)。