В электротехнике , четырехконтактное зондирование ( 4T зондирование ), четырехпроводное зондирование или метод четырехточечных зондов — это метод измерения электрического импеданса , который использует отдельные пары токопроводящих и чувствительных к напряжению электродов для выполнения более точных измерений, чем более простое и обычное двухконтактное зондирование (2T). Четырехконтактное зондирование используется в некоторых омметрах и анализаторах импеданса , а также в проводке для тензодатчиков и термометров сопротивления . Четырехточечные зонды также используются для измерения сопротивления слоя тонких пленок (особенно полупроводниковых тонких пленок). [1]
Разделение токовых и вольтовых электродов исключает из измерения сопротивление проводов и контактов . Это преимущество для точного измерения низких значений сопротивления. Например, руководство по эксплуатации моста LCR рекомендует четырехконтактную технику для точного измерения сопротивления ниже 100 Ом . [2]
Четырехконтактное зондирование также известно как зондирование Кельвина , в честь Уильяма Томсона, лорда Кельвина , который изобрел мост Кельвина в 1861 году для измерения очень низких сопротивлений с помощью четырехконтактного зондирования. Каждое двухпроводное соединение можно назвать соединением Кельвина . Пара контактов, которая предназначена для одновременного подключения пары силы и считывания к одному терминалу или проводу, называется контактом Кельвина . Зажим, часто зажим типа «крокодил» , который подключает пару силы и считывания (обычно по одному к каждому зажиму), называется зажимом Кельвина .
При использовании соединения Кельвина ток подается через пару силовых соединений (токовых выводов). Они создают падение напряжения на измеряемом импедансе в соответствии с законом Ома V = IR . Пара измерительных соединений (вольтовых выводов) выполняется непосредственно рядом с целевым импедансом, так что они не включают падение напряжения в силовых выводах или контактах. Поскольку ток почти не течет к измерительному прибору, падение напряжения в измерительных выводах пренебрежимо мало.
Обычно провода считывания располагаются как внутренняя пара, а провода силы — как внешняя пара. Если поменять местами соединения силы и считывания, это может повлиять на точность, поскольку в измерение включается большее сопротивление выводов. Провода силы могут переносить большой ток при измерении очень малых сопротивлений и должны иметь адекватный калибр; провода считывания могут иметь малый калибр.
Этот метод обычно используется в низковольтных источниках питания , где он называется дистанционным зондированием , для измерения напряжения, подаваемого на нагрузку, независимо от падения напряжения в проводах питания.
Обычно для токочувствительных шунтов с низким сопротивлением, работающих при высоком токе, используются 4-проводные соединения.
Вариант использует три провода, с отдельными проводами нагрузки и датчика на одном конце и общим проводом на другом. Падение напряжения в общем проводе компенсируется, предполагая, что оно такое же, как в проводе нагрузки, того же калибра и длины. Этот метод широко используется в термометрах сопротивления , также известных как резистивные датчики температуры или RTD. Он не такой точный, как 4-проводное измерение, но может устранить большую часть ошибок, вызванных сопротивлением кабеля, и достаточно точен для большинства приложений.
Другим примером является стандарт блока питания ATX , который включает в себя провод дистанционного контроля, подключенный к линии питания 3,3 В на контакте разъема 13, но не имеющий чувствительного соединения для проводов заземления.
Медиа, связанные с Четырехтерминальное зондирование на Wikimedia Commons