四線法和二線法測量電阻淺析
來源:
|
作者:pmoe480c1
|
發布時間: 2020-05-03
|
4013 次瀏覽
|
分享到:
采用不同的測量方法和不同的連接方式引入的測量誤差不同，得到的測量精度也不同，如何根據需要減少測量誤差是測試技術的關鍵之一。對這些特殊低電阻的測量，需要選擇合適的電路，消除電路中導線電阻、漏電電阻、溫度等的影響，才能把誤差降到最小，保證測量精度。兩線法和四線法是其中比較常見的測試方法，其中四線法具有靈敏度高、測量準確加上方法巧妙，使用方便、對電源穩定性要求不高等特點，因為四引線法較好地避免了接觸電阻和導線電阻的影響，已被廣泛地應用于安規電阻測試中。
采用不同的測量方法和不同的連接方式引入的測量誤差不同，得到的測量精度也不同，如何根據需要減少測量誤差是測試技術的關鍵之一。對這些特殊低電阻的測量，需要選擇合適的電路，消除電路中導線電阻、漏電電阻、溫度等的影響，才能把誤差降到最小，保證測量精度。兩線法和四線法是其中比較常見的測試方法，其中四線法具有靈敏度高、測量準確加上方法巧妙，使用方便、對電源穩定性要求不高等特點，因為四引線法較好地避免了接觸電阻和導線電阻的影響，已被廣泛地應用于安規電阻測試中。
?1、二線法與四線法簡介
兩線法是用測試線將被測電阻導線也接到數字多用表上，連接線的電阻也算 在被測電阻值里，無法將它們分開。
四線法也稱kelvin法測電阻，用一對測試接電流源，另一對測試線（感知線）把被測電阻上電壓降引入數字多用表進行測量。由于流過感知線的電流很小，所以測量的電阻值更接近真實值。四線沒有電橋，完全只是用恒流源發送，電壓計測量，最后給出測量電。
應該說，電流回路和電壓測量回路是否分開接線的問題。
兩線法——?電流回路和電壓測量回路合二為1，精度差。
四線法——?電路回路和電壓測量回路獨立分開，精度高，但費線。
二線制：
傳感器電阻變化值與連接導線電阻值共同構成傳感器的輸出值，
由于導線電阻帶來的附加誤差使實際測量值偏高，用于測量精度要求不高的場合，并且導線的長度不宜過長。
四線制：
當測量電阻數值很小時，測試線的電阻可能引入明顯誤差，四線測量用兩條附加測試線提供恒定電流，另兩條測試線測量未知電阻的電壓降，在電壓表輸入阻抗足夠高的條件下，電流幾乎不流過電壓表，
這樣就可以精確測量未知電阻上的壓降，計算得出電阻值。
2、二線法測試與四線法測試的原理
2.1?普通二線測試原理
通常的開短路測試方法即為普通二線測試，如圖1所示，二線測試是目前普遍應用的一種方案。
二線測試只有一個回路，所測得的阻抗為R1+r1+r2，即所測得的阻抗為饋線電阻和待測線路阻值之和，而r1和r2與R1相比不能忽略，甚至超過R1，故無法精確測定被測電的阻值。二線測試的精度雖然不高，但是用來判斷線路的開短路已經能滿足絕大部分的需要。但僅適用于完全斷線之測試，對于低阻值測試則無能為力。
2.2?低阻四線測試原理
四線連接方式有兩個要求：
對于每個測試點都有一條激勵線和一條檢測線，二者嚴格分開，各自構成獨立回路；同時要求檢測線必須接到一個有極高輸入阻抗的測試回路上，使流過檢測線的電流極小，近似為零。激勵線即是電流供給回路，檢測線即是電壓測定回路，電流、電壓兩回路各自獨立。電流供給回路兩端子與電壓測定回路兩端子共計四端子，故稱四線測試。
四端子測試時電流供給回路與電壓測定回路是個別獨立的（電流供給回路2端子與電壓測定回路2端子，共計4端子），由于電壓測定計內部阻抗非常高，故電壓測定回路中排線阻抗、接觸阻抗、內部阻抗皆可忽略，因此可精確測得被測電阻之微小阻值。?四線測量法比通常的測量法多了兩根饋線，斷開了電壓測量端與恒流源兩端連線。由于電壓測量端與恒流源端斷開，恒流源與被測電阻R、饋線R2、R3構成一個回路。送至電壓測量端的電壓只有R兩端的電壓，饋線R2、R3電壓沒有送至電壓測量端。因此，饋線電阻R2和R3對測量結果沒有影響。饋線電阻R1和R4對測量有影響，但影響很小，由于數字萬用表的輸入阻抗（MΩ級）遠大于饋線電阻（Ω級），所以，四線測量法測量小電阻的準確度很高。
3?結語
四線法的優勢，不僅消除了引線電阻和接觸電阻，還可以大大減少熱電動勢 的影響。因為電流端子是發熱的源泉，但分開后由于恒流的作用，到底串聯多大電阻、甚至串聯個電池，都沒有關系了，都是恒流的，因此接線端子也可以用很普通的。另一方面，兩個電壓端子由于不流過電流，因此不發熱，并且距離發熱的電流端子保持一定的距離，也可以減少熱傳導過來，接線端子可以采用低熱的。?低阻四線測試技術是測試技術的新發展，彌補了二線測試技術不能測試低阻的缺陷，目前低阻四線測試技術還在發展完善中，隨著時間的推移，
低阻四線測試技術必將發揮越來越重要的作用。
