四線測試法是比較好的消除引線電阻引入誤差的測試方案

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較好的消除引線電阻引入誤差（或將其將至較小的）的測試方案

兩線測量法：

傳統(tǒng)的電阻測量通常用的是兩線測量法來進行測量，比如我們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 和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(shù)據(jù)，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(shù)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(huán)境的變化，阻值也是會變化的。在Rel功能的數(shù)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比較好的消除引線電阻引入誤差（或將其將至較小的）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

源HI 源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端

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 的HI 和LO端。如圖3：

當使用四線測試法，需要連接input的HI、LO、Sense HI、Sense LO 四個端口（Sense HI 和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 和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。

此常見問題適用于 Keithley 2001 系列、Keithley 2002 系列、Keithley 2010 系列、DAQ6510、DMM6500萬用表， Keithley 2100 系列、Keithley 2110 系列、泰克 4000 系列、Keithley 2700 萬用表/數(shù)據(jù)采集/開關系統(tǒng)等。

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