Lorsque le courant I est très faible, la tension U aux bornes d'une faible résistance R sera également très faible. Ainsi, pour que l'instrument affiche clairement la valeur de la faible résistance, il faut augmenter le courant traversant celle-ci. Parallèlement, il est difficile d'éliminer le film d'oxyde, qui présente une résistance élevée, avec un faible courant, et la valeur de résistance mesurée serait trop grande. Cependant, le film d'oxyde est facilement percé sous un courant élevé, ce qui n'empêche pas le passage du courant normal. Par conséquent, lorsque la résistance mesurée est faible, le courant ne peut pas être trop petit. Lors de la mesure d'une résistance élevée, l'influence de la résistance du film d'oxyde en surface est minime, donc une résistance élevée ne nécessite pas un courant très important.
Connexion pour l'essai de résistance des enroulements de transformateur :
Utilisez une alimentation à courant constant pour appliquer un courant de 1A à une résistance de 1mΩ. Selon U=IR, on peut calculer que la tension aux bornes de la résistance est de 1mV.
Il est évident que pour la plupart des instruments de mesure, il est plus pratique et raisonnable d'échantillonner et de traiter un signal de tension au niveau du mV. 1μV est trop faible et nécessite généralement une amplification lors de la mesure, tandis que 1V est trop élevé et nécessite une atténuation proportionnelle importante. Dans des conditions de courant constant, plus la résistance est grande, plus la tension est élevée, et la plage de tension d'entrée de l'instrument de mesure est limitée. Par conséquent, lors de la mesure de résistances élevées, il faut réduire le courant d'essai pour maintenir la tension d'entrée dans une plage raisonnable. À l'inverse, lors de la mesure d'une faible résistance, il est nécessaire d'augmenter le courant de mesure pour adapter la tension d'entrée, afin de mesurer précisément la résistance de faible valeur.
Actuellement, la méthode avancée de Kelvin à quatre fils est généralement utilisée pour mesurer la résistance continue, ce qui permet d'éliminer la chute de tension causée par la résistance des fils. Le schéma de principe est le suivant :
Parmi ceux-ci, RL est la résistance à mesurer. L'alimentation à courant constant V/I FORCE fournit l'alimentation à courant constant pour l'instrument de test, et la tension aux bornes de RL est mesurée via la ligne SENSE. Les fils FORCE et AGND ont tous deux des résistances équivalentes. Lorsqu'elles sont importantes, une chute de tension importante se produit inévitablement. Étant donné que SENSE et DGS sont directement connectés aux deux extrémités de la charge, et que l'impédance d'entrée est extrêmement élevée, le courant traversant ces deux fils peut être considéré comme nul, permettant ainsi de lire avec précision la tension aux bornes de la charge.
Une mesure Kelvin à quatre fils peut mesurer avec précision des valeurs de résistance inférieures à 0,1 Ω, tout en soustrayant la résistance inhérente des fils reliant l'instrument de mesure au composant testé. Un câble de test de multimètre numérique (DMM) de 24 pouces a généralement une résistance naturelle d'environ 0,1 Ω. Ainsi, lorsque deux câbles sont utilisés pour se connecter à l'unité sous test (UUT), au moins 0,2 Ω de mesure supplémentaire sont produits. De plus, une petite contamination sur les câbles de connexion, qu'il s'agisse de graisse des doigts, de poussière de l'air, ou de la surface corrodée et oxydée du métal de l'objet testé, peut ajouter une résistance supplémentaire ou provoquer un changement de la valeur mesurée lorsque le câble ou la fiche est plié.
Quels sont les avantages et inconvénients d'un test Kelvin à quatre fils ?
Le principal avantage de la mesure à quatre fils est qu'elle élimine tout effet de la résistance du dispositif de fixation (câbles) pour obtenir la valeur de résistance précise de l'UUT. Comme les mesures à quatre fils utilisent généralement des courants de test beaucoup plus élevés que ceux requis pour les tests à deux fils, un deuxième avantage est le test de contrainte à courant élevé du câblage en faisant passer 1 A ou plus à travers chaque fil, et la possibilité de réduire le temps de maintien de 100 millisecondes à quelques minutes – observer une augmentation lente de la résistance pendant de longues périodes de maintien causée par l'échauffement thermique peut révéler des problèmes non détectés par des intervalles de mesure plus courts.
Les avantages de la mesure à quatre fils ont un coût. Premièrement, le système de test nécessite deux fois plus de points de test que ce qui est généralement requis pour les mesures de résistance à deux fils, ce qui augmente considérablement le coût de l'équipement. Deuxièmement, le dispositif de test doit utiliser deux fils pour chaque broche sur le connecteur d'accouplement, un pour l'injection de courant et un pour la détection de tension. Cela ajoute du coût et de la complexité au dispositif de test.L'application de la technologie de mesure Kelvin à quatre fils améliorera la qualité et la fiabilité de vos produits de câbles et faisceaux. Les mesures de résistance de précision inférieures à 0,1 Ω révéleront des défauts de câblage moins sensibles ou invisibles, y compris de mauvaises soudures, des sertissages incorrects, des fils endommagés, des contacts de fils contaminés et des fils pincés incorrectement sollicités. Les pertes résistives dues à ces défauts peuvent provoquer une surchauffe ou des incendies de câblage dans des applications transportant plus de 1 A de courant, ou dans le cas de circuits de mesure recevant des entrées de capteurs de précision, des rapports erronés ou un mauvais fonctionnement du circuit. La méthode de résistance Kelvin à 4 fils permet non seulement des mesures sensibles au milli-ohm ou micro-ohm, mais élimine également les effets de toute résistance incidente introduite par les câbles de test ou les dispositifs de test. Pour bénéficier de ces avantages, il faut cependant un équipement de test avec deux fois plus de points de test que nécessaire, et un dispositif de test avec deux fils du testeur à chaque broche du connecteur d'accouplement.
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