浅谈开尔文四线法测试及测试夹具设计
发布时间：2023-10-08 08:42:03
开尔文四线法概述
英国物理学家开尔文（Kelvins）发明的开尔文电桥（也称为双电桥）主要用于大电流和小电阻的测量，以提高测量精度。开尔文连接法定义如下：每个被测或被控点都被视为“开接点”。从任一“开接点”的根部引出两条导线，一条是驱动线F，用于施加大电流；另一条是检测线S，用于测量该“开接点”的电位。这两条导线合称为“双连线”。
通过“双连线”，被测控的“开接点”可以远程连接到与其对应的具有“双连线”的测控部件。对于任何被测控对象，测量检测的取样点是两个“开接点”间的电位差。舍弃驱动线上的数据（因误差较大），仅以检测线上的数据作为取样值，必然提高测量精度。这就是开尔文四线法的最大优点，它可以忽略测试线长产生的线阻对被测件测试产生的影响。
开尔文四线法应用
通常，电阻值低于1Ω的元件被归类为低电阻。在日常生产和测试过程中，我们经常需要测量低电阻，例如"0"欧姆电阻、接插件的接触电阻以及场效应管的漏-源通态电阻。由于在测量电路中，总会存在接触电阻和导线电阻，这些电阻的量级有时与被测电阻相同，甚至可能高于被测电阻，因此会对测量结果产生重大影响，甚至导致测量结果完全失去准确性。
为了能够更准确地测量出低电阻的阻值，我们在测试过程中采用了四线法进行双线焊接，并将这两条线引出到测试座上，如图1所示：
图1 四线法焊接测试座图
将有引线的测试座与测试机台连接，如图2所示，引脚定义更加灵活，定制的适配器大多仅适用于一种引脚定义。对于需要进行高、低温测试的批量器件，也能避免由于引线较长引入的测试误差，如图3所示：
图2 测试座连接图
图3 测试板示意图
基于开尔文四线法原理应用于小电阻测试方法是一种非常有效的测量小阻值电阻时最小化测量误差以取得高精度测量结果的方法。
这种方法的优点在于它可以非常准确地测量小阻值电阻，并且可以大大减少由于接触不良或其他因素引起的测量误差。此外，开尔文四线法原理还具有适用于各种不同的测试环境和应用场合的优点。