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。

建设桥梁

William Tomson,后来的温标开尔文勋爵,在19世纪中期研究惠斯通电桥误差(见图1)。他的担忧是,当测量电阻的值(Rx)变低时,电桥的比值臂(Ra, Rb)对测量误差的影响更大。

图1:惠斯通桥

图1:惠斯通桥

他解决这个问题的方法就是众所周知的开尔文双桥(见图2)。通过积分第二对比率臂(Ra '和Rb '),他将电压降按比例分开,从而Rx/Rs = Ra/Rb = Ra ' /Rb '

图2:开尔文双桥

图2:开尔文双桥

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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