4线测量的故事

4线测量的故事

日内瓦,哦,2月25日2021年

在工业中,4线测量是1Ω的电阻的优选方法,但是,在2和3线测量上有哪些是有利的?让我们来看看如何发明技术以及它的原因。

建筑桥梁

William Tomson,后来的威廉·赫尔文勋爵的温度尺度成名,正在学习1800年代中期的惠斯通桥错误(见图1)。他的担忧是桥梁的比率臂(Ra,Rb)更多地贡献了测量误差,因为测量电阻的值变得更低(Rx)。

图1:惠斯通桥

图1:惠斯通桥

他对这个问题的解决方案被称为Kelvin Double Bridge(见图2)。通过将第二对比例臂(RA'和RB')集成,他将电压降分为比例rx / rs = ra / rb = ra'/ rb'

图2:Kelvin Double Bridge

图2:Kelvin Double Bridge

现在桥梁在数学上平衡,桥梁的所有臂的阻力被抵消了。这是4线测量后面的基本原理,或在从手持设备到实验室级别的设备中使用的keelvin传感。

欧姆甜蜜欧姆

在开心素感测中,将已知电流源施加到测量的部件上,并且在引线尖端处测量电压降,否定存在的任何铅电阻。所有四个测量节点都是通过开尔文夹或探针的方式进入仪器的前部。

图3:开尔文传感的示意图

图3:开尔文传感的示意图

探头的驱动侧是电流源,探头的感测侧是测量电压降的地方。V +(SENSE)和I +(驱动器)在一个探针中配对,并且V-(SENSE)和I-(驱动器)在另一个探针配对。当探测器被放置在部件的任一侧时,电路完成,并且可以计算电阻,如下所示:

公式

如果这个公式看起来很熟悉,那就是因为它只是欧姆的法律。

由于巧妙的方法开林设计了一个世纪以来的半岛,即4线仪器的电阻不会影响读数。虽然组件变得越来越越来越快,但这个想法保持不变。

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