4-draads weerstandsmeting Kelvin meettechniek

De Kelvin meettechniek, ook wel de 4-draads meettechniek genoemd, is een methode om de weerstand van een component met hoge nauwkeurigheid te meten en om meetfouten te voorkomen.

Deze techniek wordt vaak gebruikt bij het meten van zeer lage weerstandswaarden (milliOhm) , waarbij de weerstand van de meetkabels en contactweerstanden een significante invloed kunnen hebben op de meting.

De bovenstaande afbeelding toont een weerstand Rx en twee meetpunten. De test sondes hebben twee contactpunten/contactvlakken die geïsoleerd zijn ten opzichten 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.

Een contact zorgt voor de aanvoer van de stroom naar het testobject en het tweede contact zorgt voor het meten van de spanningsval met behulp van een hoog-ohmige voltmeter.

Deze meettechniek hanteren wij standaard bij onze testsystemen met aardingsmetingen (PE – GB) en ohmse weerstandmetingen (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 2.5A 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 voltameter 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.

Vierdraads-matrix voor de weerstandsmeting

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 passen wij toe bij onze systemen met een weerstandsmeting en de aardingsmeting.