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        四線法和二線法測量電阻淺析

        2019/6/27 16:13:25 人評論 次瀏覽 分類:行業動態

        淺談二線法和四線法測電阻

        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(如圖1所示)。

         

        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。

         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。

          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r1r2R1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

        四線連接方式如圖2所示,連接有兩個要求:

        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。


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