吉时利万用表使用技巧之四线测试法

　　吉时利源表作为泰克旗下的产品，与泰克示波器一样名声大噪。但是有用户在使用吉时利源表万用表的时候发现会有电阻引入误差，那么要怎么消除呢?今天安泰测试为大家介绍四线测试法。四线测试法是目前为止最好的消除引线电阻引入误差(或将其将至最小的)的测试方案。

　　两线测量法：

　　传统的电阻测量通常用的是两线测量法来进行测量，比如我们最常用的手持式万用表。测量时只需要将红黑表笔点在待测电阻的左右两端，万用表会自动添加一个激励电流或激励电压(自动激励大小与选择的档位有关，万用表中激励大小不可调)。添加激励电压的同时，测试被测件两端的电流;或者添加激励电流的同时，测试被测件两端的电压。再通过欧姆定律R=U/I 得到电阻值。如图1所示，

　　其中：

　　I为激励电流(测试电流)

　　VM为万用表测得的电压

　　RLEAD为引线电阻

　　R为被测电阻

　　HI 和LO为万用表的输出输入端

　　测量结果为R=VM/I, 从图1的工作电路图我们可以得知这个测试结果实际上包含两部分：被测电阻R与两条引线电阻2*RLEAD。典型的引线电阻阻值大致在1毫欧到10毫欧，当然在被测电阻阻值较大的情况下，引线电阻的影响是可以被忽略的;但当被测电阻较小或者测试精度要求较高的情况下，引线电阻这项附加的误差源就不能够被忽略了。

　　Rel选项：

　　市面上一些新型的手持式万用表设计有rel选项(台式万用表一般都有)，如吉时利台式万用表，其工作原理为：在测试测量之前先将红黑表笔短接，得到引线电阻阻值并记录此数据，稍后测得的电阻值直接减去记录中的引线电阻阻值，用这种数学方法来减小误差，提高测量精度。所得结果为：R=(VM/I) -2*RLEAD，在一般情况下，这种测量方法简便易用，精度又高于两线测量法。但实际测量过程中，引线电阻RLEAD并非定值，随着温度环境的变化，阻值也是会变化的。在Rel功能的数学计算过程中，是以按下rel选项那一时刻点的引线电阻带入计算的，如果测试员对测试测量精度有着更高的要求，建议使用四线法测量。

　　四线测试法：

　　四线测试法是目前为止最好的消除引线电阻引入误差(或将其将至最小的)的测试方案。其原理是：在两线法的基础上添加一组取样引线，用取样引线的测试结果来代替测试引线的测量结果进行计算，从而得到更准确的电阻值。如图2所示，

　　其中：

　　I为激励电流

　　VM为万用表测得的电压

　　RLEAD为引线电阻

　　R为被测电阻

　　源HI 源LO为万用表的输出激励电流端

　　取样HI 取样LO为取样引线，即输入电压VM端

　　在整个测试过程中取样引线上没有产生压降，所以引线电阻2*RLEAD并没有对测试产生影响。测得的电压VM和被测电阻R上的实际电压基本相同，即测量结果仍为R=VM/I。虽然取样引线上仍然有微小的电流流过，但在实际的测量中是可以被忽略的。与两线测试法相比，用四线测试法测量所得到的电阻值是不含有引线电阻的，故精度高于两线测试法。

　　以吉时利源表Keithley 2400系列举例：

吉时利源表Keithley 2400系列

　　当使用两线测试法，只需要链接input 的HI 和LO端。如图3，

　　当使用四线测试法，需要连接input的HI、LO、Sense HI、Sense LO 四个端口(Sense HI 和Sense LO为取样引线接口)。如图4

　　尤其需要注意：取样引线端(Sense HI 和Sense LO)应该尽可能的接近被测电阻的两端，距离越远引入的测试引线电阻就越多。如图5所示，取样引线的接触点与被测电阻之间仍有很长的一段引线，这种连接方法会增加误差。

　　这种方法可以适用于 Keithley 2001 系列、Keithley 2002 系列、Keithley 2010 系列、DAQ6510、DMM6500万用表， Keithley 2100 系列、Keithley 2110 系列、泰克 4000 系列、Keithley 2700 万用表/数据采集/开关系统等。

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