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四线法和二线法测量电阻浅析
来源: | 作者:pmoe480c1 | 发布时间: 2020-05-03 | 557 次浏览 | 分享到:
采用不同的测量方法和不同的连接方式引入的测量误差不同,得到的测量精度也不同,如何根据需要减少测量误差是测试技术的关键之一。对这些特殊低电阻的测量,需要选择合适的电路,消除电路中导线电阻、漏电电阻、温度等的影响,才能把误差降到最小,保证测量精度。两线法和四线法是其中比较常见的测试方法,其中四线法具有灵敏度高、测量准确加上方法巧妙,使用方便、对电源稳定性要求不高等特点,因为四引线法较好地避免了接触电阻和导线电阻的影响,已被广泛地应用于安规电阻测试中。
采用不同的测量方法和不同的连接方式引入的测量误差不同,得到的测量精度也不同,如何根据需要减少测量误差是测试技术的关键之一。对这些特殊低电阻的测量,需要选择合适的电路,消除电路中导线电阻、漏电电阻、温度等的影响,才能把误差降到最小,保证测量精度。两线法和四线法是其中比较常见的测试方法,其中四线法具有灵敏度高、测量准确加上方法巧妙,使用方便、对电源稳定性要求不高等特点,因为四引线法较好地避免了接触电阻和导线电阻的影响,已被广泛地应用于安规电阻测试中。

 ?1、二线法与四线法简介

两线法是用测试线将被测电阻导线也接到数字多用表上,连接线的电阻也算 在被测电阻值里,无法将它们分开。

四线法也称kelvin法测电阻,用一对测试接电流源,另一对测试线(感知线)把被测电阻上电压降引入数字多用表进行测量。由于流过感知线的电流很小,所以测量的电阻值更接近真实值。四线没有电桥,完全只是用恒流源发送,电压计测量,最后给出测量电。

应该说,电流回路和电压测量回路是否分开接线的问题。

两线法——?电流回路和电压测量回路合二为1,精度差。

四线法——?电路回路和电压测量回路独立分开,精度高,但费线。

 二线制:


传感器电阻变化值与连接导线电阻值共同构成传感器的输出值,


由于导线电阻带来的附加误差使实际测量值偏高,用于测量精度要求不高的场合,并且导线的长度不宜过长。


  四线制:

当测量电阻数值很小时,测试线的电阻可能引入明显误差,四线测量用两条附加测试线提供恒定电流,另两条测试线测量未知电阻的电压降,在电压表输入阻抗足够高的条件下,电流几乎不流过电压表,

这样就可以精确测量未知电阻上的压降,计算得出电阻值。

2、二线法测试与四线法测试的原理

 2.1?普通二线测试原理


通常的开短路测试方法即为普通二线测试,如图1所示,二线测试是目前普遍应用的一种方案。


二线测试只有一个回路,所测得的阻抗为R1+r1+r2,即所测得的阻抗为馈线电阻和待测线路阻值之和,而r1和r2与R1相比不能忽略,甚至超过R1,故无法精确测定被测电的阻值。二线测试的精度虽然不高,但是用来判断线路的开短路已经能满足绝大部分的需要。但仅适用于完全断线之测试,对于低阻值测试则无能为力。

2.2?低阻四线测试原理

四线连接方式有两个要求:

对于每个测试点都有一条激励线和一条检测线,二者严格分开,各自构成独立回路;同时要求检测线必须接到一个有极高输入阻抗的测试回路上,使流过检测线的电流极小,近似为零。激励线即是电流供给回路,检测线即是电压测定回路,电流、电压两回路各自独立。电流供给回路两端子与电压测定回路两端子共计四端子,故称四线测试。

四端子测试时电流供给回路与电压测定回路是个别独立的(电流供给回路2端子与电压测定回路2端子,共计4端子),由于电压测定计内部阻抗非常高,故电压测定回路中排线阻抗、接触阻抗、内部阻抗皆可忽略,因此可精确测得被测电阻之微小阻值。?四线测量法比通常的测量法多了两根馈线,断开了电压测量端与恒流源两端连线。由于电压测量端与恒流源端断开,恒流源与被测电阻R、馈线R2、R3构成一个回路。送至电压测量端的电压只有R两端的电压,馈线R2、R3电压没有送至电压测量端。因此,馈线电阻R2和R3对测量结果没有影响。馈线电阻R1和R4对测量有影响,但影响很小,由于数字万用表的输入阻抗(MΩ级)远大于馈线电阻(Ω级),所以,四线测量法测量小电阻的准确度很高。

 3?结语


四线法的优势,不仅消除了引线电阻和接触电阻,还可以大大减少热电动势 的影响。因为电流端子是发热的源泉,但分开后由于恒流的作用,到底串联多大电阻、甚至串联个电池,都没有关系了,都是恒流的,因此接线端子也可以用很普通的。另一方面,两个电压端子由于不流过电流,因此不发热,并且距离发热的电流端子保持一定的距离,也可以减少热传导过来,接线端子可以采用低热的。?低阻四线测试技术是测试技术的新发展,弥补了二线测试技术不能测试低阻的缺陷,目前低阻四线测试技术还在发展完善中,随着时间的推移,


低阻四线测试技术必将发挥越来越重要的作用。


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