Четырехтерминальное зондирование
Четырехконтактное измерение ( 4T-зондирование ), 4-проводное зондирование или метод 4-точечных датчиков — это метод измерения электрического импеданса , в котором используются отдельные пары токоведущих электродов и электродов, чувствительных к напряжению , для более точных измерений, чем более простые и привычные методы. двухтерминальное (2T) зондирование . Четырехконтактное измерение используется в некоторых омметрах и анализаторах импеданса , а также в проводке для тензодатчиков и термометров сопротивления . Четырехточечные датчики также используются для измерения поверхностного сопротивления тонких пленок .(особенно тонкие полупроводниковые пленки). [1]
Разделение токовых электродов и электродов напряжения позволяет исключить из измерений проводящее и контактное сопротивление . Это преимущество для точного измерения низких значений сопротивления. Например, руководство по эксплуатации моста LCR рекомендует четырехконтактный метод для точного измерения сопротивления ниже 100 Ом. [2]
Четырехконтактное измерение также известно как измерение Кельвина , в честь Уильяма Томсона, лорда Кельвина , который изобрел мост Кельвина в 1861 году для измерения очень низких сопротивлений с использованием четырехконтактного измерения. Каждое двухпроводное соединение можно назвать соединением Кельвина . Пара контактов, которая предназначена для одновременного подключения пары датчиков и датчиков к одному терминалу или проводу, называется контактом Кельвина . Зажим, часто типа « крокодил », который соединяет пару «сила-чувство» (обычно по одному на каждую челюсть), называется зажимом Кельвина .
При использовании соединения Кельвина ток подается через пару силовых соединений (токоподводов). Они создают падение напряжения на импедансе, измеряемом в соответствии с законом Ома V = IR . Пара измерительных соединений (выводов напряжения) выполняется непосредственно рядом с целевым импедансом, чтобы они не учитывали падение напряжения в силовых выводах или контактах. Поскольку к измерительному прибору почти не течет ток, падение напряжения на измерительных проводах незначительно.
Обычно сенсорные провода располагаются как внутренняя пара, а силовые провода — как внешняя пара. Если поменять местами силовое и измерительное соединения, это может повлиять на точность, поскольку в измерение включается большее сопротивление провода. Силовые провода могут пропускать большой ток при измерении очень малых сопротивлений и должны иметь соответствующий калибр; сенсорные провода могут быть небольшого сечения.
Этот метод обычно используется в низковольтных источниках питания , где он называется дистанционным измерением , для измерения напряжения, подаваемого на нагрузку, независимо от падения напряжения в проводах питания.
