电阻测试仪四线开尔文测量法能够[敏感词]测量小于 0.1 Ω 的电阻值，同时消除连接测量仪器和被测元件的导线本身的固有电阻。在测试用于承载大电流的电缆，或在必须确保高可靠性时，[敏感词]的低阻值电阻测量至关重要。对于用于传输电力的电缆（例如交流配电或无线电发射机中的电缆），低电阻连接故障导致高电阻会造成火灾或爆炸的真正危险。虽然医疗应用中使用的电缆通常不承载大电流，但连接监护仪和高精度传感器的极细导线上的不良连接可能会导致危及生命的测量误差或电路误操作。毫欧级灵敏度的四线测量有助于定位不良焊点、压接故障、引脚凹陷、引脚接触污染、线规不合适以及应力挤压导线等问题——这些问题可能被其他方法忽略。

一、什么是四线测量法？

欧姆定律将电阻“R”定义为元件两端的电压“V”与流过该元件的电流“I”之比：

R = V/I

为了测量电阻，向导线施加测试电流，并检测产生的电压降。由此，可以轻松计算出电阻值。

但在某些情况下，目标电阻 RW 会接近用于测量它的引线的电阻值，从而导致读数不准确。我们通过将电压测量点移至配对引脚的端点来解决这个问题，从而绕过引线上可能产生的任何电压降。

电阻测试仪看起来似乎有四根引线，由于在使用四根引线而不是两根，将这种方法称为“四线测量”，或者为了纪念初发明这种方法的19世纪英国物理学家开尔文勋爵，我们也可以称之为“四线开尔文测量”。

需要注意的是，四线制电压测量电路中的电流极小，通常只有几分之一微安（比电源电流小六个或更多数量级），因此引线上几乎没有电压降，对电阻测量的影响可以忽略不计。总之，如果没有电流流过导线，无论导线有多长，其上都不会有电压下降。这一点至关重要，这意味着引线可以很长，有时甚至超过 10 英尺（3 米），而不会对测量结果产生任何影响。在测试大型多分支线束组件时，长引线是必不可少的，因此这种情况并不像看起来那么罕见。

四线制测量的主要优势在于，它可以消除夹具电阻（即引线电阻）的影响，从而获得被测设备 (UUT) 的[敏感词]电阻值。由于四线测量通常采用远高于两线测试所需的测试电流，其另一优势在于可以通过对每根导线施加 1 A 或更高的电流来进行高电流应力测试，并可设置 100 毫秒到数分钟的停留时间——在较长的停留时间内，观察由热效应引起的电阻缓慢增加，可以发现较短测量间隔无法检测到的问题。

驱动四线测量系统的软件应允许用户选择独立地禁用被测设备 (UUT) 中各个导线的四线测试，以避免损坏保险丝或其他不适用于高测试电流的组件。用户还应能够为不同的导线独立设置不同的测试电流和停留时间。

二、构建四线测量测试夹具

与只有四个测试接口（两个用于电流源，两个用于电压检测）的台式数字电阻测试仪不同，现代电缆测试设备提供大量可编程测试接口（也称为测试点），被测设备 (UUT) 可连接到这些测试点。典型的电缆测试仪通常配备 128 个测试点，并可扩展至数千个测试点。

四线测量的优势也伴随着成本。首先，测试系统所需的测试点数量是两线电阻测量的两倍，这显著增加了设备成本。其次，测试夹具必须使用两根导线连接连接器上的每个引脚，一根用于电流源，另一根用于电压检测，这增加了测试夹具的成本和复杂性。

测试夹具本身的构造也会增加测试的总成本，因为需要使用多根导线，并且要求源线和检测线在对接连接器的每个引脚处连接。当必须使用高密度对接连接器时，如果连接器设计为单线连接，则对接件的后壳内可能没有足够的空间容纳两根导线，这就需要从每个对接引脚引出一根短的单线延长线连接到线对，然后将这三部分焊接在一起，并用热缩管进行绝缘。

应用四线开尔文电阻测量技术将提升电缆和线束产品的质量和可靠性，小于 0.1 Ω 的精密电阻测量能够发现灵敏度较低的测量方法无法检测到的线路缺陷，例如焊点不良、压接不良、引脚凹陷、引脚接触污染、线规不合适以及线材应力挤压变形等。在电流超过 1 A 的应用中，这些缺陷导致的电阻损耗可能会造成线路过热甚至起火；对于使用精密传感器获取输入信号的测量电路，则可能导致误报或电路误操作。

四线开尔文电阻测量法不仅可以实现毫欧级或微欧级的灵敏度测量，还能消除测试线或测试夹具引入的任何偶然电阻的影响。然而，要实现这些优势，需要使用测试点数量是普通测量方法两倍的测试设备，以及一个带有两根导线的测试夹具，导线从电阻测试仪连接到对接连接器上的每个引脚。