Когда ток I очень мал, напряжение U на малом сопротивлении R также будет очень мало. Поэтому, чтобы прибор мог четко отобразить значение малого сопротивления, необходимо увеличить ток через него. В то же время, малым током сложно устранить оксидную пленку с высоким сопротивлением, и измеренное значение сопротивления оказывается завышенным. Однако под большим током оксидная пленка легко пробивается, что не препятствует прохождению нормального тока. Следовательно, при измерении малого сопротивления ток не должен быть слишком малым. При измерении большого сопротивления влияние сопротивления поверхностной оксидной пленки незначительно, поэтому для большого сопротивления не требуется очень высокий ток.
Схема подключения для измерения сопротивления обмоток трансформатора:
Используя источник постоянного тока, подадим ток 1 А на резистор 1 мОм. Согласно U=IR, можно рассчитать, что напряжение на резисторе составит 1 мВ.
Очевидно, что для большинства измерительных приборов более удобно и рационально производить выборку и обработку сигнала напряжения на уровне мВ. Сигнал 1 мкВ слишком мал и, как правило, требует усиления при измерении, а сигнал 1 В слишком велик, поэтому требуется значительное пропорциональное ослабление. В условиях постоянного тока, чем больше сопротивление, тем больше напряжение, а диапазон входного напряжения измерительного прибора ограничен. Поэтому при измерении больших сопротивлений необходимо уменьшать испытательный ток, чтобы поддерживать входное напряжение в разумных пределах. И наоборот, при измерении малого сопротивления необходимо увеличивать измерительный ток, чтобы согласовать входное напряжение и точно измерить сопротивление.
В настоящее время для измерения постоянного сопротивления, как правило, используется усовершенствованный четырехпроводной метод Кельвина, который позволяет исключить падение напряжения, вызванное сопротивлением проводов. Принципиальная схема приведена ниже:
Здесь RL — измеряемое сопротивление. Источник питания с постоянным током V/I FORCE обеспечивает постоянный ток для измерительного прибора, а напряжение на RL измеряется через линию SENSE. Провода FORCE и AGND имеют эквивалентное сопротивление. Когда оно велико, неизбежно возникает значительное падение напряжения. Поскольку SENSE и DGS подключены непосредственно к концам нагрузки, а их входное сопротивление чрезвычайно высоко, ток, протекающий через эти провода, можно считать нулевым, что позволяет точно считывать напряжение на нагрузке.
Четырёхпроводное измерение по методу Кельвина позволяет точно измерять сопротивления менее 0,1 Ом, исключая при этом собственное сопротивление проводов, соединяющих измерительный прибор с тестируемым компонентом. Стандартные измерительные провода цифрового мультиметра (DMM) длиной 24 дюйма обычно имеют собственное сопротивление около 0,1 Ом. Таким образом, при использовании двух проводов для подключения к тестируемому устройству (UUT) возникает дополнительное измеряемое сопротивление не менее 0,2 Ом. Кроме того, мелкие загрязнения на контактах проводов — будь то жир с пальцев, пыль из воздуха или окисленная/корродированная поверхность металла тестируемого объекта — могут добавить дополнительное сопротивление или вызвать изменение измеряемого значения при изгибе провода или разъёма.
Каковы преимущества и недостатки четырёхпроводного измерения по методу Кельвина?
Основное преимущество четырёхпроводного измерения заключается в устранении влияния сопротивления соединительных элементов (проводов) для получения точного значения сопротивления UUT. Поскольку четырёхпроводные измерения обычно используют значительно более высокие испытательные токи, чем требуются для двухпроводных тестов, второе преимущество — возможность проведения стресс-тестов проводки высоким током, пропуская 1 А или более через каждый провод, а также возможность сократить время выдержки с 100 миллисекунд до минут. Наблюдение за медленным увеличением сопротивления в течение длительной выдержки, вызванным тепловым нагревом, может выявить проблемы, не обнаруживаемые при более коротких интервалах измерения.
Преимущества четырёхпроводного измерения имеют свою цену. Во-первых, испытательная система требует вдвое большего количества тестовых точек по сравнению с двухпроводными измерениями сопротивления, что значительно увеличивает стоимость оборудования. Во-вторых, испытательный стенд должен использовать два провода для каждого контакта в соединительном разъёме: один для подачи тока, другой для измерения напряжения. Это добавляет стоимости и сложности испытательному стенду.Применение технологии четырёхпроводного измерения по методу Кельвина повысит качество и надёжность ваших кабельных изделий и жгутов проводов. Точные измерения сопротивления менее 0,1 Ом выявят менее чувствительные или невидимые дефекты проводки, включая плохие паяные соединения, неправильные обжимы, вмятины на проводниках, загрязнённые контакты и неправильно нагруженные пережатые провода. Резистивные потери от таких дефектов могут вызвать перегрев или возгорание проводки в приложениях с током более 1 А, а в измерительных цепях, получающих сигнал от прецизионных датчиков, привести к ложным показаниям или сбоям в работе схемы. Метод четырёхпроводного измерения сопротивления по Кельвину не только обеспечивает чувствительность на уровне миллиом или микроом, но и исключает влияние любого паразитного сопротивления, вносимого измерительными проводами или стендом. Однако для получения этих преимуществ требуется испытательное оборудование с удвоенным количеством тестовых точек и стенд, в котором от тестера к каждому контакту соединительного разъёма идут два провода.
Другие статьи по теме:
Самая полная коллекция групп соединений обмоток трансформаторов со схемами подключения
Насколько важно сопротивление обмоток трансформатора постоянному току?
Топ-6 тестеров сопротивления обмоток трансформаторов в мире (включая цены)
Как по-разному следует тестировать сопротивление обмоток на ТТ и ТН?
В чем разница между сопротивлением постоянному току и изоляционным сопротивлением, и как их тестировать?
8 советов для повышения точности измерения сопротивления постоянному току
Почему измеренное сопротивление обмоток всегда неточно? Возможно, вы упустили эти 6 ключевых моментов
Kingrun Transformer Instrument Co.,Ltd.
Больше тестеров для трансформаторов от Kingrun
