1. 輸出阻抗?輸入阻抗的影響

為了正確的測(cè)試電壓，需要十分注意測(cè)試對(duì)象（電壓源）的輸出阻抗和電壓計(jì)的輸入阻抗。雖然理想的電壓源的輸出阻抗是0Ω，但實(shí)際上一定會(huì)存在著幾Ω的輸出阻抗的（圖1）。大型電池有時(shí)會(huì)達(dá)到數(shù)mΩ，小型電池有時(shí)也會(huì)達(dá)到數(shù)百Ω。在測(cè)試電阻應(yīng)變片等的電橋輸出電壓（圖 2）、或者是測(cè)溫（溫敏）電阻又或是熱敏電阻的輸出電壓時(shí)，需要假設(shè)數(shù)百Ω到數(shù)百kΩ的輸出阻抗。即使是測(cè)試輸出阻抗較小的測(cè)試對(duì)象，在用測(cè)試探頭接觸時(shí)，也需事先設(shè)想到因測(cè)試探頭的老化而造成的數(shù)kΩ的接觸阻抗。（圖3）。

在測(cè)試對(duì)象的輸出阻抗較大時(shí)，會(huì)和電壓計(jì)的輸入阻抗分壓，導(dǎo)致測(cè)試值的衰減（圖4）。舉個(gè)例子，用輸入阻抗為 10MΩ的電壓計(jì)，測(cè)試輸出阻抗為 1 kΩ、開路電壓 3 V的線圈型電池時(shí)，

約有 0.01%的誤差。為了測(cè)試時(shí)不受輸出阻抗的影響，需要用到輸入阻抗較大的電壓計(jì)。一般的數(shù)字萬(wàn)用表的話，100V量程以及1000V量程約10MΩ，10V以下的量程可以選擇10MΩ或10GΩ以上的輸入阻抗（表1）。測(cè)試10V以下電壓時(shí)，可以把輸入阻抗設(shè)為10GΩ以上，來(lái)大幅減輕受到測(cè)試對(duì)象的輸出阻抗的影響。

2.數(shù)字萬(wàn)用表的輸入阻抗

3. 測(cè)試時(shí)的注意事項(xiàng)

一般的電壓計(jì)在輸入的部位上，都設(shè)有除去高頻成分信號(hào)的電容。在連接測(cè)試對(duì)象時(shí)，該電容就會(huì)被充電（圖 5）。電壓計(jì)的輸入阻抗較低（10 MΩ等）時(shí)，會(huì)因輸入阻抗而讓電容被放電。另一方面，輸入阻抗較高（>10 GΩ等）時(shí)，即使分離測(cè)試對(duì)象電容也基本不會(huì)放電。因此，即使分離測(cè)試對(duì)象，還是會(huì)繼續(xù)顯示與剛測(cè)完的電壓值相近的數(shù)值（圖 6）。

可以一邊確認(rèn)測(cè)試值，一邊進(jìn)行作業(yè)的話，上述的問(wèn)題并不是問(wèn)題。但是把復(fù)數(shù)的測(cè)試對(duì)象用繼電器去一邊自動(dòng)切換一邊測(cè)試時(shí)（掃描測(cè)試）就需要注意了。圖 7和圖 8 為 2 個(gè)電池通過(guò)繼電器切換去測(cè)試時(shí)的情況。假設(shè)一個(gè)3.7 V 的電池在 Ch. 1 被正常的連接，一個(gè) 3.6 V 的電池因?yàn)闇y(cè)試探頭的磨損等并未能正常的接觸到 Ch. 2。測(cè)試 Ch.1 時(shí)，因?yàn)闇y(cè)試探頭是接觸到的， 可以得到正常的 3.7 V 的測(cè)試值（圖 7）。而另一邊，測(cè)試 Ch. 2 時(shí)測(cè)試探頭并未接觸，但卻因?yàn)樵跍y(cè)試 Ch. 1 時(shí)電容被充電了所以顯示出了3.7 V前后的測(cè)試值（圖 8）。這個(gè)現(xiàn)象，可以通過(guò)降低電壓計(jì)的輸入阻抗（10MΩ等）來(lái)回避。但就像前面所說(shuō)的，如果測(cè)試探頭的接觸阻抗有所上升時(shí)，測(cè)試誤差也會(huì)變大。

3. 實(shí)際的測(cè)試值

這里準(zhǔn)備了 18650 尺寸的鋰離子電池 3 個(gè)，然后按照?qǐng)D 9 的測(cè)試系統(tǒng)從 Ch. 1 到 Ch. 3 進(jìn)行了 5 次的掃描測(cè)試。

圖 10 為全通道正常連接后的測(cè)試結(jié)果。其中 Ch. 2 比較穩(wěn)定，得到了本來(lái)的 3.845 V 的測(cè)試

值。圖11 為 Ch. 2 開路后測(cè)試的結(jié)果。Ch. 2 中、測(cè)得了與 Ch. 1 的測(cè)試值相近的 4 V 前后的測(cè)試電壓值。

5. 接觸不良的對(duì)策

對(duì)于接觸不良，使用 DM7276 等的帶接觸檢查功能的電壓計(jì)是比較有效的。用和圖 11 相同的接線方法，把直流電壓計(jì)DM7276 的接觸檢查功能設(shè)為 ON 后進(jìn)行測(cè)試，其結(jié)果如圖 12 所示。Ch. 2 的測(cè)試值并未顯示，而是報(bào)錯(cuò)無(wú)法進(jìn)行良否的判定。使用接觸檢查功能，可以防止誤測(cè)試，實(shí)現(xiàn)可信度較高的檢查。

6. 總結(jié)

-1. 在電壓的測(cè)試中，測(cè)試對(duì)象的輸出阻抗較大，或測(cè)試探頭和測(cè)試對(duì)象間的接觸不太好時(shí)， 需要使用輸入阻抗較大的電壓計(jì)。

-2. 使用輸入阻抗較大的電壓計(jì)時(shí)，即使在測(cè)試探頭開路的情況下測(cè)試值也不為變?yōu)? V，而傾向于顯示剛測(cè)完的測(cè)試值。

-3. 為了防止接觸不良導(dǎo)致的誤判定，使用搭載了接觸檢查功能的電壓計(jì)（HIOKI DM7276 等）是十分有效的。

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審核編輯：湯梓紅