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標題: 吉時利源表萬用表常見問題解答:四線測試法是什么 [打印本頁]

作者: 安泰測試設備    時間: 2019-11-18 10:41
標題: 吉時利源表萬用表常見問題解答:四線測試法是什么
吉時利源表、萬用表一直備受客戶青睞在使用過程中經常有人問:四線測試法是什么?今天安泰測試就簡單給大家分享一下到底什么是四線測試法。
四線測試法是目前為止最好的消除引線電阻引入誤差(或將其將至最小的)的測試方案
· 兩線測量法:
傳統的電阻測量通常用的是兩線測量法來進行測量,比如我們最常用的手持式萬用表。測量時只需要將紅黑表筆點在待測電阻的左右兩端,萬用表會自動添加一個激勵電流或激勵電壓(自動激勵大小與選擇的檔位有關,萬用表中激勵大小不可調)。添加激勵電壓的同時,測試被測件兩端的電流;或者添加激勵電流的同時,測試被測件兩端的電壓。再通過歐姆定律R=U/I 得到電阻值。如圖1所示,

其中:
I為激勵電流(測試電流)
VM為萬用表測得的電壓
RLEAD為引線電阻
R為被測電阻
HI LO為萬用表的輸出輸入端
測量結果為R=VM/I, 從圖1的工作電路圖我們可以得知這個測試結果實際上包含兩部分:被測電阻R與兩條引線電阻2*RLEAD。典型的引線電阻阻值大致在1毫歐到10毫歐,當然在被測電阻阻值較大的情況下,引線電阻的影響是可以被忽略的;但當被測電阻較小或者測試精度要求較高的情況下,引線電阻這項附加的誤差源就不能夠被忽略了。

Rel選項:

市面上一些新型的手持式萬用表設計有rel選項(臺式萬用表一般都有),如吉時利臺式萬用表,其工作原理為:在測試測量之前先將紅黑表筆短接,得到引線電阻阻值并記錄此數據,稍后測得的電阻值直接減去記錄中的引線電阻阻值,用這種數學方法來減小誤差,提高測量精度。所得結果為:R=(VM/I) -2*RLEAD,在一般情況下,這種測量方法簡便易用,精度又高于兩線測量法。但實際測量過程中,引線電阻RLEAD并非定值,隨著溫度環境的變化,阻值也是會變化的。在Rel功能的數學計算過程中,是以按下rel選項那一時刻點的引線電阻帶入計算的,如果測試員對測試測量精度有著更高的要求,建議使用四線法測量。
· 四線測試法:
四線測試法是目前為止最好的消除引線電阻引入誤差(或將其將至最小的)的測試方案。其原理是:在兩線法的基礎上添加一組取樣引線,用取樣引線的測試結果來代替測試引線的測量結果進行計算,從而得到更準確的電阻值。如圖2所示,

其中:
I為激勵電流
VM為萬用表測得的電壓
RLEAD為引線電阻
R為被測電阻
HI LO為萬用表的輸出激勵電流端
取樣HI 取樣LO為取樣引線,即輸入電壓VM
在整個測試過程中取樣引線上沒有產生壓降,所以引線電阻2*RLEAD并沒有對測試產生影響。測得的電壓VM和被測電阻R上的實際電壓基本相同,即測量結果仍為R=VM/I。雖然取樣引線上仍然有微小的電流流過,但在實際的測量中是可以被忽略的。與兩線測試法相比,用四線測試法測量所得到的電阻值是不含有引線電阻的,故精度高于兩線測試法。
以吉時利2000型臺式萬用表舉例:

當使用兩線測試法,只需要鏈接input HI LO端。如圖3,

當使用四線測試法,需要連接inputHI、LOSense HISense LO 四個端口(Sense HI Sense LO為取樣引線接口)。如圖4

尤其需要注意:取樣引線端(Sense HI Sense LO)應該盡可能的接近被測電阻的兩端,距離越遠引入的測試引線電阻就越多。如圖5所示,取樣引線的接觸點與被測電阻之間仍有很長的一段引線,這種連接方法會增加誤差。 圖
此常見問題適用于 Keithley 2001 系列、Keithley 2002 系列、Keithley 2010 系列、DAQ6510DMM6500萬用表, Keithley 2100 系列、Keithley 2110 系列、泰克 4000 系列、Keithley 2700 萬用表/數據采集/開關系統等,如果您還有疑問,歡迎咨詢吉時利代理商-安泰測試www.agitek.com.cn。






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