到底什么是四线测试法?

agitek2019

吉时利源表、万用表一直备受客户青睐，在使用过程中经常有人问：四线测试法是什么？今天安泰测试就简单给大家分享一下到底什么是四线测试法。

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2000型台式万用表举例：

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。 图

此常见问题适用于 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.