4-draads weerstandsmeting Kelvin meettechniek

De Kelvin meettechniek, ook wel 4-draads meettechniek genoemd, meet de weerstand van een component met hoge nauwkeurigheid. Daarmee voorkom je meetfouten.

Je gebruikt deze techniek vooral bij zeer lage weerstandswaarden (milli-ohm). Bij die waarden kunnen de weerstand van de meetkabels en de contactweerstanden de meting flink beïnvloeden.

De bovenstaande afbeelding toont een weerstand Rx en twee meetpunten. De testsondes hebben twee contactpunten/contactvlakken die geïsoleerd zijn ten opzichte van elkaar. Zo zijn er in totaal vier aansluitpunten op de te meten weerstand.

Bij de 4-draadsmeting (ook wel Kelvin meettechniek) wordt met behulp van deze meetmethode de overgangsweerstand tussen de meetsonde en het testobject gecompenseerd.

Ook de weerstandswaarden van de meetkabels worden gecompenseerd.

In de vierdraads meting wordt de spanningsval gemeten met een hoog-ohmige voltmeter. Bovenstaande afbeelding toont een vervangingsschema van het meetcircuit.

Eén contact voert de stroom aan naar het testobject. Het tweede contact meet de spanningsval met behulp van een hoog-ohmige voltmeter.

Deze meettechniek hanteren wij standaard bij onze testsystemen met aardingsmetingen (PE – GB) en ohmse weerstandsmetingen (R).

De interne weerstand van de voltmeter is in het MOhm / GOhm bereik, maar desondanks loopt er alsnog een kleine stroom. De totale stroom bestaat uit de stroom door de voltmeter en de stroom door de te meten weerstand.

Met behulp van een berekening kunnen we aantonen dat de stroom door de voltmeter nagenoeg te verwaarlozen is.

Bij een weerstand van 0,1Ω en stroom van 2,5 A resulteert dit in een spanning over de weerstand van 0,25V.

Veronderstel verder dat de inwendige weerstand van de voltmeter 10MΩ is.
Dit resulteert in een meetstroom door de voltmeter van 25 nA (nano Ampère!)

Dat maakt een aandeel van de stroom door de voltmeter van 0,000001%! De stroom door de voltmeter is zeer laag.

Om het testobject in vierdraads meting aan te sluiten bieden wij verschillende klemmen aan in verschillende afmetingen voor eenvoudig aansluiten van je testobjecten.

De vierdraads-meting kan ook gebruikt worden bij testers met een matrix. In dit geval zijn vier relaiscontacten per aansluitpunt op het testobject noodzakelijk. Zo is het mogelijk dat elk aansluitpunt gemeten kan worden ten opzichte van elkaar.

Bij deze methode wordt de bijbehorende stroom relais en de spanning relais (sense) altijd tegelijkertijd geschakeld.

Met behulp van de matrix in 4-geleidermeettechniek kan men diverse complexe metingen uitvoeren aan een grote verscheidenheid producten.

De vierdraadsmeting zit in de systemen met weerstands- en aardingsmeting die IONIO levert, waaronder de ARES 200D micro-ohmmeter en de GLP2-Basic R weerstandsmeter. Neem contact op met IONIO om je meettoepassing te bespreken.