Cuando la corriente I es muy pequeña, el voltaje U en la pequeña resistencia R también será muy pequeño, por lo que para que el instrumento muestre claramente el valor de la baja resistencia, debe aumentarse la corriente a través de ella. Al mismo tiempo, es difícil eliminar la película de óxido, que tiene una alta resistencia, con una corriente pequeña, y el valor de resistencia medido es demasiado alto, pero la película de óxido se descompone fácilmente bajo una corriente grande, lo que no impide el paso de la corriente normal. Por lo tanto, cuando la resistencia medida es pequeña, la corriente no puede ser demasiado pequeña. Al medir una resistencia grande, la resistencia de la película de óxido superficial tiene poca influencia, por lo que la alta resistencia no requiere una corriente muy alta.
Conexión de Prueba de Resistencia de Devanado del Transformador:
Usar una fuente de alimentación de corriente constante para aplicar una corriente de 1A a una resistencia de 1mΩ. Según U=IR, se puede calcular que el voltaje a través de la resistencia es 1mV.
Obviamente, para la mayoría de los instrumentos de medición, es más conveniente y razonable muestrear y procesar la señal de voltaje a nivel de mV. 1μV es demasiado pequeño y generalmente necesita amplificarse durante la medición, y 1mV es demasiado grande, por lo que requiere una atenuación proporcional muy alta. Bajo la condición de corriente constante, cuanto mayor es la resistencia, mayor es el voltaje, y el rango de voltaje de entrada del instrumento de medición es limitado. Por lo tanto, al medir resistencias grandes, la corriente de prueba debe reducirse para mantener el voltaje de entrada dentro de un rango razonable. Por el contrario, al medir resistencias pequeñas, es necesario aumentar la corriente de medición para que coincida con el voltaje de entrada, para medir con precisión la resistencia de baja resistencia.
Actualmente, generalmente se utiliza el avanzado método Kelvin de cuatro hilos para medir la resistencia en corriente continua, que puede eliminar la caída de voltaje causada por la resistencia de los cables. El diagrama esquemático es el siguiente:
Entre ellos, RL es la resistencia a medir. La fuente de alimentación de corriente constante V/I FORCE proporciona la corriente constante para el instrumento de prueba, y el voltaje en ambos extremos de RL se mide a través de la línea SENSE. Tanto los cables FORCE como AGND tienen resistencias equivalentes. Cuando estas son grandes, inevitablemente se produce una caída de voltaje significativa. Dado que SENSE y DGS están conectados directamente a los extremos de la carga, y su impedancia de entrada es extremadamente alta, la corriente que fluye a través de estos dos cables puede considerarse cero, permitiendo así leer con precisión el voltaje a través de la carga.
Una medición Kelvin de cuatro hilos puede medir con precisión valores de resistencia inferiores a 0,1 Ω, al mismo tiempo que resta la resistencia inherente de los cables que conectan el instrumento de medición al componente bajo prueba. Un cable de prueba de multímetro digital (DMM) de 24 pulgadas suele tener una resistencia natural de aproximadamente 0,1 Ω. Por lo tanto, cuando se utilizan dos cables para conectar la unidad bajo prueba (UUT), se genera al menos 0,2 Ω de medición adicional. Además, pequeñas contaminaciones en los conectores, ya sea grasa de los dedos, polvo del aire o la superficie corroída y oxidada del metal del objeto bajo prueba, pueden añadir resistencia adicional o causar cambios en el valor medido cuando el cable o conector se dobla.
¿Cuáles son las ventajas y desventajas de una prueba Kelvin de cuatro hilos?
La principal ventaja de la medición de cuatro hilos es que elimina cualquier efecto de la resistencia del accesorio (cables) para obtener el valor de resistencia preciso de la UUT. Dado que las mediciones de cuatro hilos suelen utilizar corrientes de prueba mucho más altas que las requeridas para pruebas de dos hilos, una segunda ventaja es la prueba de estrés de alta corriente en el cableado al impulsar 1 A o más a través de cada cable, y la capacidad de reducir el tiempo de permanencia desde 100 milisegundos hasta minutos – observar un aumento lento de la resistencia durante períodos largos de permanencia causados por calentamiento térmico puede revelar problemas no detectados en intervalos de medición más cortos.
Las ventajas de la medición de cuatro hilos tienen un costo. Primero, el sistema de prueba requiere el doble de puntos de prueba que los típicamente necesarios para mediciones de resistencia de dos hilos, lo que aumenta considerablemente el costo del equipo. Segundo, el accesorio de prueba debe utilizar dos cables para cada pin en el conector de acoplamiento, uno para la fuente de corriente y otro para la detección de voltaje. Esto añade costo y complejidad al accesorio de prueba.La aplicación de la tecnología de medición Kelvin de cuatro hilos mejorará la calidad y fiabilidad de sus productos de cables y arneses. Las mediciones de resistencia de precisión inferiores a 0,1 Ω descubrirán defectos de cableado menos sensibles o invisibles, incluyendo malas soldaduras, crimpados incorrectos, cables abollados, contactos de cables contaminados y cables pellizcados con tensión incorrecta. Las pérdidas resistivas de estos defectos pueden causar sobrecalentamiento o incendios en el cableado en aplicaciones que transportan más de 1 A de corriente, o en el caso de circuitos de medición que toman entrada de sensores de precisión, informes falsos o mal funcionamiento del circuito. El método de resistencia Kelvin de 4 hilos no solo produce mediciones sensibles en miliohmios o microohmios, sino que elimina los efectos de cualquier resistencia incidental introducida por los cables de prueba o accesorios de prueba. Sin embargo, para obtener estos beneficios, se requiere equipo de prueba con el doble de puntos de prueba de lo que normalmente requeriría, y un accesorio de prueba con dos cables desde el probador hasta cada pin en el conector de acoplamiento.
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