Четырехпроводная схема измерения сопротивления, реализованная в линейке наших микроомметров

Когда перед пользователем стоит задача измерить низкое сопротивление с высокой точностью, то ее выполнение может быть реализовано с использованием четырехпроводной схемы подключения (схемы Кельвина).

Измерение сопротивления обычным двухпроводным способом не даст высокой точности, так как падение напряжения на объекте снимается с тех же проводов, по которым течет ток, т.е. прибор измерит все сопротивления цепи, включая сопротивление самих проводов и переходные сопротивления щупов, присоединяемых к объекту.

Четырехпроводная же схема позволяет исключить влияние сопротивления измерительных проводов, так как ток пропускается по одним проводам, а напряжение снимается по другим (рис. 1).

Рис. 1. Четырехпроводная схема измерения сопротивления
(метод амперметра-вольтметра)

При первом взгляде может показаться, что провода подключения вольтметра будут добавлять значительное паразитное сопротивление, но при ближайшем рассмотрении можно понять, что влияние этого сопротивления на результат чрезвычайно мало. По проводам подключения вольтметра будет протекать совсем незначительный ток благодаря тому, что внутренне сопротивление вольтметра составляет десятки МОм, а значит падением напряжения на проводах можно пренебречь. Т.е. вольтметр покажет то же значение, что показал бы, будь он непосредственно подключен к объекту измерения.

В приборах серии ИКС, к примеру, в микроомметре ИКС-30А, данная схема реализована следующим образом (рис. 2).

Рис. 2. Блок-схема прибора «Микроомметр ИКС-30А»

Измерение сопротивления происходит следующим образом: регулятор тока задает величину измерительного тока и через эталонное сопротивление по токовым проводам подает его на объект измерения. Вместе с этим с помощью высокоточных АЦП производится измерение величины протекающего тока и измерение падения напряжения, созданного на объекте испытания. Исходя из полученных данных рассчитывается и отображается на индикаторе величина сопротивления постоянному току.

Способ присоединения проводов к объекту измерения в данном случае тоже имеет большое значение, поэтому у нас в микроомметрах серии ИКС реализованы зажимы Кельвина типа «крокодил» (рис. 3), облегчающие соединение с измеряемым объектом.

Рис. 3. Зажимы Кельвина типа «крокодил»

Преимущество таких зажимов в том, что две половины зажимов Кельвина электрически не связаны друг с другом посредством шарнира, т.е. изолированы друг от друга, и позволяют и подать измерительный ток, и «снять» измеряемое напряжение.

Таким образом, используя четырехпроводную схему измерения и зажимы Кельвина, можно получить высокую точность измерения и стабильность результатов при измерении низких электросопротивлений.