开尔文测试的原理

开尔文电桥是惠斯通电桥的变形，在测量小阻值电阻时能给出相当高的准确度。其结构如图3所示，其中R1、R2、R3、R4均为可调电阻，RX为被测低电阻，RN为低值标准电阻。与惠斯通单电桥对比，开尔文电桥做了两点重要改进：①增加了一个由R2、R4组成的桥臂。

②RN和RX由两端接法改为四端接法。

其中P1P2构成被测低电阻RX ，P3P4是标准低电阻RN ，P1P2 、P3P4常被称为为电压接点，C1C2、C3C4称为电流接点。设计思想：将RN和RX的接线电阻和接触电阻巧妙地转移到电源内阻和阻值很大的桥臂电阻中（如图4），又通过R1R4=R2R3和R′≈0的设定，消除了附加电阻的影响，从而保证了测量低电阻时的准确度。具体地，为保证双电桥的平衡条件，可以有两种设计方式：

保证R3/R1=R4/R2：a.选定两组桥臂之比为M=R3/R1=R2/R4，将RN做成可变的标准电阻，调节RN使电桥平衡b.选定RN为某固定阻值的标准电阻并选定R1=R2为某一值，联调R3与R4使电桥平衡。

本实验所用QJ19型单双电桥采用的是第二种方式。

保证R′≈0：用短粗导线连接Rx与RN。 已知电阻的计算公式为R=ρl/S。

令x≡l,y≡R,并设一元线性回归方程y=a+bx,其中b=ρ/S。由一元线性回归法的计算公式求出b，进而求得电阻率ρ=b*S。 (中值电阻阻值约18kΩ)

1、将电桥上本应连四端钮标准电阻的两端钮用短路片短接，被测电阻、电源仍接到相应位置（电路图如图6所示）； 图6 2、接通电源，调测量盘R使电桥平衡，记录此时的R值及电压值、电阻值；3、实验结束后整理仪器。

开尔文四线检测（Kelvin Four-terminal sensing）也被称之为四端子检测（4T检测， 4T sensing）、四线检测或4点探针法，它是一种电阻抗测量技术，使用单独的对载电流和电压检测电极，相比传统的两个终端（ 2T）传感能够进行更精确的测量。开尔文四线检测被用于一些欧姆表和阻抗分析仪，并在精密应变计和电阻温度计的接线配置。也可用于测量薄膜的薄层电阻。四线检测的关键优点是分离的电流和电压的电极，消除了布线和接触电阻的阻抗。四线检测也被称为开尔文（Kelvin）四线检测，由威廉·汤姆森·开尔文勋爵（ William Thomson, Lord Kelvin）在1861年发明的开尔文电桥测量低电阻。每两线连接，可以称得上是Kelvin连接。

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