[发明专利]电阻率测量装置及方法

说明书

本发明的电阻率测量装置，包括容器、加热器、加热电源、数据采集设备和上位PC机，特征在于：容器中设置有待测导体、温度传感器和加热电阻丝，外筒容器中存储有用于将容器中的温度冷却至0℃的冰块。本发明的测量方法包括：a).截取待测导体；b).线缆连接；c).将容器置于冰块中；d).冰点温度数据采集；e).移除冰块并加热；f).求取各温度下的电阻率；g).求取电阻率的计算公式；h).实验结束。本发明的电阻率测量装置及方法，求取的待测导体的电阻值更加精确，通过计算0～100℃各温度点的电阻率，采用二次曲线拟合的方法，即可获取待测导体的电阻率的温度系数，测量结果更加准确。

技术领域

本发明涉及一种电阻率测量装置及方法，更具体的说，尤其涉及一种结构简单、测量精准的电阻率测量装置及方法。

背景技术

电阻率表示物质的导电特性，在诸多应用场合，需要对导电物质的电阻率进行精确标定和测量，以计算导电物质作为电子元件时的电阻。再者，在理论教学过程中，需要指导学生测量导电材料的电阻率，以培养学生的理论计算和实验能力。这就需要有一种结构简单合理、成本低廉但能精准测量导电材料电阻率的实验装置和方法，来精准测量待测材料的电阻率。

对于某一材料来说，不同温度下的电阻率是不同的，电阻率通过公式(4)进行求取：

ρ_t＝ρ₀(1+αt+bt²+ct³+...) (4)

式中，ρ_t是温度为t时的电阻率，ρ₀为t＝0℃时的电阻率，α,b,c为常系数，由于常数b比α小很多，在不太大的温度范围内，b可以略去，于是上式可近似写成：

ρ_t＝ρ₀(1+αt) (3)

式中α称为该金属电阻率的温度系数。严格地说，α与温度有关，但在0℃～100℃范围内，α的变化很小，可看作不变。由此可见，求取公式(3)中的α即可获取被测金属的电阻率。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种电阻率测量装置及方法。

本发明的电阻率测量装置，包括容器、加热器、加热电源、数据采集设备和上位PC机，加热电源用于给加热器供电，数据采集设备与上位PC机相通信，以实现数据传输；其特征在于：所述容器中设置有待测导体、温度传感器和加热电阻丝，容器的顶端设置有对其密封的密封盖，密封盖上设置有对其贯穿的且具有导体材料制成的测量支架、传感器支架和加热支架，待测导体、温度传感器和加热电阻丝分别固定于测量支架、传感器支架和加热支架的底端；

待测导体、温度传感器位于容器中的同一高度，加热电阻丝位于待测导体和温度传感器的下方，以实现对待测导体、温度传感器的同步均匀加热；容器的外围设置有可进行拆卸和组装的外套容器，外套容器中存储有用于将容器中的温度冷却至0℃的冰块；加热器的输出端与加热支架相连接，以实现对加热电阻丝的供电，数据采集设备的电阻测量端经正极导线、负极导线与测量支架相连接，以测量流经待测导体的电流和加在两端的电压，数据采集设备的温度测量端经导线与传感器支架相连接，以测量容器中的温度值。

本发明的电阻率测量装置，所述待测导体经加持装置固定于测量支架上，测量支架的数目为两个，所述加持装置由左固定座、右固定座和伸缩杆组成，左固定座、右固定座分别固定于两测量支架上，右固定座上开设有与伸缩杆相配合的导向孔，伸缩杆的一端位于导向孔中并可运动，伸缩杆与右固定座之间设置有压缩弹簧；左固定座、伸缩杆上均设置有对待测导体进行支撑的承托板。

本发明的电阻率测量装置，所述加热支架与加热器、测量支架与数据采集设备、传感器支架与数据采集设备均通过插接头相连接。

本发明的电阻率测量装置的测量方法，通过以下步骤来实现：