摘要:万用表量冷态电阻,误差能到 5% 以上。要判断元件有没有问题,得先知道该用哪种方法测。
电热元件的冷态电阻通常只有几欧到几十欧。这个量级下,三种误差会同时找上门:
| 误差源 | 量级 | 影响 |
|---|---|---|
| 表笔与元件的接触电阻 | 0.05~0.3 Ω | 元件电阻 2 Ω 时,误差 15% |
| 导线电阻(两根表笔线) | 0.1~0.5 Ω | 同上 |
| 元件温度不等于室温 | 每差 10℃ 约 0.5~1% | 刚停炉就测,读数偏高 |
结论:低于 10 Ω 的元件,普通万用表的两线法测出来基本不能用来判断好坏。
能用在哪:快速判断通断、有没有断丝。
不能用在:算功率、判合格。
误差:元件 2 Ω 时,0.3 Ω 的接触加线阻就是 15% 的误差。这个误差比元件本身的公差(±5%)还大。
怎么做:两根线通电流,另两根线取电压。电流线不参与电压测量,接触电阻被排除。
误差:可以做到 0.5% 以内。
设备:直流电阻测试仪,或者带四线功能的台式万用表。现场用便携式直流电阻仪也行。
注意:测之前把元件表面氧化层打磨掉,否则接触还是不稳。
怎么做:给元件通一个已知电流,测两端电压,R = U / I。
优点:测的是实际工作状态下的电阻,不受接触电阻影响(只要电压取样点在元件两端)。
缺点:元件会发热,电阻会随温度上升。必须快测,读数在通电后 1~2 秒内取。
误差:如果电流稳定、电压表内阻够高,可以做到 1% 以内。
| 场景 | 推荐方法 | 理由 |
|---|---|---|
| 现场判断断没断 | 万用表两线 | 快,够用 |
| 到货验收、算功率 | 四线法 | 误差最小 |
| 怀疑元件老化 | 通电法 | 反映实际工作状态 |
| 大功率元件(>10 kW) | 通电法 | 电流大,四线法设备不好找 |
测出来的电阻要换算到 20℃ 才能比对。
元件刚停炉,温度可能还有 100℃。铁铬铝在这个温度下电阻比 20℃ 高约 8%。
换算公式:
R₂₀ = R_t / [1 + α(t − 20)]
铁铬铝 α 约 1.4×10⁻⁴/℃。100℃ 时,1 + 0.00014 × 80 = 1.0112,也就是偏高约 1.1%。
镍铬的 α 约 1.5×10⁻⁴/℃,量级差不多。
所以停炉后至少等 2 小时再测,或者按上面的公式折算。
同一支 0Cr25Al5,φ3 mm,名义米电阻 1.98 Ω/m,取 1.2 m:
| 方法 | 读数 | 偏差 |
|---|---|---|
| 万用表两线 | 2.38 Ω | +8.7% |
| 四线法 | 2.19 Ω | 0.0%(基准) |
| 通电法(快测) | 2.21 Ω | +0.9% |
万用表多出来的 0.19 Ω,就是表笔和线阻。
没有四线仪器怎么办?
先短接表笔读一个底数,再从测量值里减掉。这个方法能把误差压到 1~2%。
元件装在炉子里能测吗?
能,但要断开一端,避免并联回路。炉内有其他元件时,必须逐个断开。
测出来比标称值大 10% 算不算坏?
先确认温度。冷态下大 10% 通常是表笔误差;排除后再看是不是氧化减薄导致截面变小。截面变小会让电阻变大,这时候元件已经在加速老化。