是两个电流端子和两个电压端子,利用V-I法测试电阻。
如图,可以认为A端和B端是电流端子,测试的时候通以一定的电流,然后从电压端子C和B测量电压,利用欧姆定律就可以得到两个定义点(Kelvin接点)α和β之间的电阻。
对于小阻值的电阻,测试时由于接触电阻和引线电阻的影响,二线法测试不准。而采用4线法,就可以排除接触电阻和引线电阻的影响。无论接到A和B的引线有多长,电流不受影响。而C和D点只测试电压,可以认为没有电流通过,因此也与引线电阻和接触电阻无关。高精密测试时,甚至到100k时都有必要采用4线法。
四线法的优势,不仅消除了引线电阻和接触电阻,还可以大大减少热电动势的影响。因为电流端子是发热的源泉之一,但分开后由于恒流的作用,到底串联多大电阻、甚至串联个电池,都没有关系了,都是恒流的,因此接线端子也可以用很普通的。另一方面,两个电压端子由于不流过电流,因此不发热,并且距离发热的电流端子保持一定的距离,也可以减少热传导过来,接线端子可以单独采用低热的。
有一些标准电阻在制作的时候不区分到底是电流端还是电压端,例如A和C的做法一样,可以混用,例如Fluke 742B。
但也有一些标准电阻例如国产的BZ3,内部引线没有区分,但外部接线端子有大有小。一般认为大端子是电流的、小的是电压的,不过我认为在小电流应用场合大端子做电压端子更有优势,因为低热性好。
大部分测试测试小电阻的仪器都具备4线功能。比如开尔文(Kelvin)双臂电桥。其实,精密测试标准电阻大部分场合用的还是对比法,如下图所示,两个电阻通以相同的测量电流,然后用转换开关分别测试两个电压端的电压进行对比。只要电流稳定,那么电流值具体有多大可以不去关心。电压的比值就是电阻的比值。如果用2线电阻,也必须转换成4线测试。
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