[發明專利]一種四端電阻及測量四端電阻時間常數的方法

無效

• 申請號: 201210149077.6
• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN102650660A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發明（設計）人: 張江濤;潘仙林;谷揚;王彪;劉文芳;馬雪鋒;黃洪濤;張德實
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02;H01C3/00
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 郭韞

1.一種四端電阻，其特征在于：所述四端電阻采用同軸拉線結構，包括外殼(3)和安裝在所述外殼(3)內的電阻絲(7)、中心棒(6)、分流盤片(5)和集流盤片(4)；

所述外殼(3)為圓筒結構，其兩端分別作為電流端和電壓端，在電流端安裝有電流端端蓋(2)，在電壓端安裝有電壓端端蓋(1)，所述電流端端蓋(2)和電壓端端蓋(1)分別將外殼(3)的兩端封閉。

2.根據權利要求1所述的四端電阻，其特征在于：在所述電流端端蓋(2)和電壓端端蓋(1)的中心均設有N型頭，所述中心棒(6)的兩端分別固定在電流端端蓋(2)和電壓端端蓋(1)的N型頭的芯(9)上；所述中心棒(6)位于所述外殼(3)的軸線上；

所述分流盤片(5)和集流盤片(4)分別位于所述中心棒(6)的兩端；

所述集流盤片(4)的外緣固定在所述電壓端端蓋(1)上，所述集流盤片(4)的中心開有孔，所述中心棒(6)從該孔中穿過，中心棒(6)與集流盤片(4)不接觸；

所述分流盤片(5)固定在中心棒(6)上靠近電流端端蓋(2)的一端；所述中心棒(6)穿過所述分流盤片(5)并與之接觸；

所述電阻絲(7)安裝在所述分流盤片(5)和集流盤片(4)之間，所述電阻絲(7)均與中心棒(6)平行并在圓周上均布，所述電阻絲(7)的兩端分別固定在所述分流盤片(5)和集流盤片(4)上。

3.根據權利要求2所述的四端電阻，其特征在于：所述中心棒(6)、外殼(3)、電流端端蓋(2)和電壓端端蓋(1)均采用銅材料制成；所述電阻絲(7)采用高電阻率的銅絲制成。

4.根據權利要求3所述的四端電阻，其特征在于：所述電壓端端蓋(1)上的N型頭的芯(9)作為電壓端的高電位端，外殼(3)作為電壓端的低電位端；電流經電流端端蓋(2)上的N型頭的芯(9)流入，通過中心棒(6)流到分流盤片(5)上，再經過電阻絲(7)流到集流盤片(4)上，然后通過電壓端端蓋(1)流到外殼(3)上，最后通過外殼(3)流到電流端端蓋(2)上的N型頭的皮(8)上，構成電流回路。

5.一種測量權利要求4所述的四端電阻時間常數的方法，其特征在于：所述方法采用低電阻率的電阻絲來替換所述四端電阻中的高電阻率的電阻絲形成低電阻率四端電阻R_C，通過低電阻率四端電阻R_C和四端互感M相互替換來實現對所述四端電阻的電感值L的測量，并通過測量電流回路斷開的低電阻率四端電阻R_C的電容得到所述四端電阻的電容值C。

6.根據權利要求5所述的測量四端電阻時間常數的方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

(1)保持四端電阻的幾何尺寸和結構不變，僅將電阻絲(7)的材料換成純銅的，制作成低電阻率四端電阻R_C；

(2)選取損耗角小于0.02弧度的四端互感M；

(3)將所述四端互感M和標準電阻R_S直接串聯，然后與交流電源連接形成回路；用交流電壓表分別測得標準電阻R_S和四端互感M兩端電壓U_RS和U_M，根據回路電流相等，由公式(1)計算出四端互感M的互感值M：

M=UMω×URS×RS---(1);]]>

式(1)中，ω為角頻率即ω＝2πf；

(4)將四端互感M和標準電阻R_S直接串聯在電路上，測量四端互感M的正交分量U_M1后，用所述低電阻率四端電阻R_C替換四端互感M，測量低電阻率四端電阻R_C的正交分量U_CY，由公式(2)計算出低電阻率四端電阻R_C的電感值L：

L=UCYUM×M---(2);]]>

(5)將低電阻率四端電阻R_C兩端的電流回路斷開，保持步驟(3)中回路的其它結構不變，此時低電阻率四端電阻R_C處構成了四端電容C；測量所述四端電容C的電壓U_C和標準電阻R_S的U_RS，由公式(3)計算低電阻率四端電阻R_C的電容值C：

C=UCω×URS×RS---(3);]]>

(6)根據步驟(4)得到的電感值L和步驟(5)得到的電容值C，由公式(4)計算得到所述四端電阻時間常數τ：

τ=-LR-RC---(4);]]>

式(4)中的R是指低電阻率四端電阻R_C的直流阻值。