开尔文电路原理
开尔文电路其实就是开尔文四线检测,也叫四端检测(4T检测4Tsensing),四线检测或四点探针法。它是一种电阻抗测量技术,使用单个反负载电流和电压检测电极,与传统的双端传感相比,可以进行更精确的测量。开尔文四线检测用于一些欧姆表和阻抗分析仪,以及精密应变仪和电阻温度计的接线配置。它也可以用来测量薄膜的薄层电阻。四线检测的关键优势是电流和电压电极的分离,消除了布线和接触电阻的阻抗。
惠斯通电桥是惠斯通在1843中提出的一种电桥电路。它由四个电阻和一个检流计组成,其中RN是精密电阻,RX是被测电阻。电路接通后,调整R1、R2和RN,使检流计中的电流为零,电桥平衡。这时,有RX=RIRN/R2。通过交换RN和RX的位置而不改变RI和R2,RX = RIRN/R2。
惠斯通电桥测低电阻的特殊矛盾:
惠斯通电桥(单桥)测得的电阻一般在10ω~ 1210 ' >ω之间,是中等电阻。如果用单桥测量电阻,附加电阻R’和R”(引线电阻和端子接触电阻等。)和RX直接串联(如图2),但R’和R”的大小与被测电阻RX相当,不能忽略,而且电阻RN也是小电阻,所以单桥测电阻公式RX=RIRN/R2不能准确得出RX的值。
开尔文双桥的求解:
开尔文电桥是惠斯通电桥的变体,在测量小电阻时可以给出相当高的精度。其结构如图3所示,其中R1、R2、R3、R4均为可调电阻,RX为被测低阻,RN为低值标准电阻。与惠斯通单桥相比,开尔文电桥做了两个重要的改进:增加了一个由R2和R4组成的桥臂。