開爾文四線法概述

英國物理學(xué)家開爾文（Kelvins）發(fā)明的開爾文電橋（也稱為雙電橋）主要用于大電流和小電阻的測量，以提高測量精度。開爾文連接法定義如下：每個被測或被控點都被視為“開接點”。從任一“開接點”的根部引出兩條導(dǎo)線，一條是驅(qū)動線F，用于施加大電流；另一條是檢測線S，用于測量該“開接點”的電位。這兩條導(dǎo)線合稱為“雙連線”。

通過“雙連線”，被測控的“開接點”可以遠(yuǎn)程連接到與其對應(yīng)的具有“雙連線”的測控部件。對于任何被測控對象，測量檢測的取樣點是兩個“開接點”間的電位差。舍棄驅(qū)動線上的數(shù)據(jù)（因誤差較大），僅以檢測線上的數(shù)據(jù)作為取樣值，必然提高測量精度。這就是開爾文四線法的最大優(yōu)點，它可以忽略測試線長產(chǎn)生的線阻對被測件測試產(chǎn)生的影響。

開爾文四線法應(yīng)用

通常，電阻值低于1Ω的元件被歸類為低電阻。在日常生產(chǎn)和測試過程中，我們經(jīng)常需要測量低電阻，例如"0"歐姆電阻、接插件的接觸電阻以及場效應(yīng)管的漏-源通態(tài)電阻。由于在測量電路中，總會存在接觸電阻和導(dǎo)線電阻，這些電阻的量級有時與被測電阻相同，甚至可能高于被測電阻，因此會對測量結(jié)果產(chǎn)生重大影響，甚至導(dǎo)致測量結(jié)果完全失去準(zhǔn)確性。

為了能夠更準(zhǔn)確地測量出低電阻的阻值，我們在測試過程中采用了四線法進(jìn)行雙線焊接，并將這兩條線引出到測試座上，如圖1所示：.

圖1 四線法焊接測試座圖

將有引線的測試座與測試機(jī)臺連接，如圖2所示，引腳定義更加靈活，定制的適配器大多僅適用于一種引腳定義。對于需要進(jìn)行高、低溫測試的批量器件，也能避免由于引線較長引入的測試誤差，如圖3所示：

圖2 測試座連接圖

圖3 測試板示意圖

小結(jié)

基于開爾文四線法原理應(yīng)用于小電阻測試方法是一種非常有效的測量小阻值電阻時最小化測量誤差以取得高精度測量結(jié)果的方法。

這種方法的優(yōu)點在于它可以非常準(zhǔn)確地測量小阻值電阻，并且可以大大減少由于接觸不良或其他因素引起的測量誤差。此外，開爾文四線法原理還具有適用于各種不同的測試環(huán)境和應(yīng)用場合的優(yōu)點。