Kelvin Connection-Czy szukasz najlepszego sposobu na uzyskanie dokładnego pomiaru o niskiej rezystancji? Jeśli Twoja odpowiedź brzmi tak, to połączenie Kelvina jest tym, czego potrzebujesz.
Połączenie Kelvina wyróżnia się tym, że upraszcza projekt PCB poprzez połączenie wszystkich zacisków połączeniowych obwodu pomiarowego w jeden. Ponadto jest ono niezbędne do dokładnego wykrywania prądu.
Jednak czytając o połączeniach Kevina możesz napotkać wiele skomplikowanych terminów. Ale nie martw się, postaramy się, aby pojęcia te były dla Ciebie wystarczająco proste.
Tutaj, w tym artykule, dowiesz się, jak działają połączenia Kelvina, różne połączenia Kelvina i ich kilka zastosowań.
Zanurzmy się w too!
Kelvin Connection-Co to jest połączenie Kelvina?
Układ połączenia Kelvina
Najprostszym sposobem zdefiniowania połączeń Kevina jest stworzenie kontaktu pomiędzy potencjałem elektrycznym a elementem przewodzącym prąd. Kontakt ten zmniejsza lub usuwa skutki oporu kontaktowego.
Dlaczego jest to ważne? Jeśli mamy do czynienia z niskimi pomiarami miliwoltowymi, takimi jak te występujące w rezystorze bocznikowym, opór kontaktowy jest nieznaną, ale znaczącą zmienną.
Resistor bocznikowy
Najlepszym sposobem na poradzenie sobie z tym problemem jest zastosowanie urządzenia o czterech końcówkach. Dwie końcówki przewodzą duże prądy w tym urządzeniu, podczas gdy pozostałe dwie prowadzą pomiary napięcia.
Dodatkowo, jeśli używasz urządzeń z dwoma końcówkami, znajdziesz w nich klipsy podłączone blisko elementu oporowego - pozwalające na pomiar potencjału. Można je również określić jako klipsy Kelvina.
Chociaż klipsy sprawdzają się w przypadku pomiarów tymczasowych, można łatwo przekształcić urządzenie z dwoma końcówkami w urządzenie z czterema końcówkami. Ponadto, aby zastąpić klipsy, trzeba użyć przewodów lutowanych.
Dodatkowo, podstawową zaletą pomiaru czteroprzewodowego jest to, że rozdzielenie napięcia i prądu pomaga usunąć efekty impedancyjne związane z rezystancjami styków i przewodów.
Ponadto, można nazwać cztero-zaciskowe wykrywanie Kelvina. Ponadto, można osiągnąć każde połączenie dwuprzewodowe połączenie Kelvina. Dodatkowo, zestaw styków z konstrukcjami, które tworzą relację między parą sił i detekcji a pojedynczym przewodem lub zaciskiem to styki Kelvina.
Kelvin Connection-Jak działa połączenie Kelvina?
Połączenie Kelvina dostarcza prąd przez parę przewodów prądowych (połączenia siłowe). Stąd te przewody prądowe tworzą redukcję napięcia przez impedancję. I możesz to zmierzyć używając prawa Ohma.
Prawo Ohma
Teraz, zestaw przewodów napięciowych (sense connections) działa w pobliżu impedancji, którą celujesz. Ponadto, przewody napięciowe nie będą obejmować redukcji napięcia z połączeń siłowych. Tak więc, ponieważ ilość prądu płynącego do urządzeń pomiarowych jest znikoma, możesz zignorować spadek napięcia w rezystorze wyczuwania prądu.
Ale to nie Wszystko.
Możesz również ułożyć przewody siłowe swojego połączenia Kelvina jako zewnętrzną parę. W konsekwencji przewody sensoryczne będą pracować jako para wewnętrzna. Co ciekawe, przełączanie pozycji połączeń sens i siła może znacząco wpłynąć na Twoje odczyty dokładności. Dlaczego? Ponieważ zamiana miejscami spowodowałaby dodanie większej rezystancji przewodu do pomiaru prądu.
Aby połączenie Kelvina działało poprawnie, przewody siły muszą przewodzić duże prądy przy jednoczesnym pomiarze małych rezystancji. Z drugiej strony, kable sensoryczne mogą mieć mały przekrój.
Kelvin Connection-Połączenia Kelvina i pomiary testowe
Istnieją cztery różne rodzaje połączeń i pomiarów testowych Kelvina, w tym połączenia dwuprzewodowe, połączenia czteroprzewodowe, stopnie Kelvina oraz półkulwin a prawdziwy Kelwin. Przyjrzyjmy się bliżej tym połączeniom.
Pomiar rezystancji metodą Kelvina
Kelvin Connection-Połączenia dwuprzewodowe
Pomiar rezystancji elementu za pomocą połączenia dwuprzewodowego polega na wymuszeniu prądu testowego przez element za pomocą zestawu przewodów pomiarowych. Następnie miernik zaczyna mierzyć napięcie na swoich zaciskach, aby pokazać wartość rezystancji elementu. Ten proces nazywamy właśnie pomiarem dwuprzewodowym.
Ponadto, wartość rezystancji dla metody dwuprzewodowej jest zależna od rezystancji przewodu pomiarowego. Również efektem rezystancji obciążenia jest niewielki spadek napięcia, który nie jest istotny.
Istnieją jednak problemy z tą metodą. Gdy mierzymy małe wartości rezystancji, 1Ω lub mniejsze, rezystancja przewodu pomiarowego spowoduje większy spadek napięcia, dodając do spadku napięcia na elemencie. Wynik? Wyniki pomiaru napięcia nie będą pokazywały rzeczywistej wartości napięcia na elemencie.
Połączenia 4-przewodowe
Przy wszystkich wadach połączenia dwuprzewodowego, czteroprzewodowe połączenie Kelvina jest bardziej efektywne w przypadku pomiarów o niskiej rezystancji. Dodatkowo, można wykonać pomiary przy użyciu innego woltomierza i źródła prądu.
Pomiar czteropunktowy
Rezystor konfiguracyjny czteroprzewodowego połączenia Kelvina wymusza przepływ prądu testowego przez rezystancję testową przy użyciu jednego zestawu przewodów zasilających (przewodów testowych). Ponadto, możesz zmierzyć napięcie przez testowany komponent, używając drugiego zestawu przewodów pomiarowych (sense leads).
Chociaż para czujników otrzymuje trochę prądu, nie jest to wystarczający powód do zmartwień, ponieważ końcówka pomiarowa ma wysoką impedancję.
Kiedy miernik w pełni zmierzy spadek napięcia, wartości powinny być takie same jak napięcie na oporze testowym - co prowadzi do dokładniejszego pomiaru.
Kelvin Connection-Stone Kelwin
Istnieje mnóstwo urządzeń testujących, które wykorzystują połączenia pół-kelwinowskie do testowanych urządzeń. Nie są to jednak prawdziwe połączenia Kelvina. Na przykład, jeśli znajdziesz w obwodzie sondy sprężynowe, to jest to połączenie półkelwinowskie. Jednakże sondy sprężynowe nie oferują autentycznych połączeń Kelvina, ponieważ każdy z czterech przewodów kończy się w gnieździe sondy.
Sondy sprężynowe
Tak więc przewody zasilające i pomiarowe muszą być bezpośrednio połączone, aby uzyskać prawdziwe połączenie Kelvina. I powinien być w stanie przetestować przewód komponentu.
Semi Kelvin a prawdziwy Kelvin
Istnieją sposoby na podłączenie i odłączenie badanego elementu przy użyciu oprzyrządowania i zachowaniu prawdziwego czteroprzewodowego połączenia Kelvina z elementem. Jednym z tych sposobów jest użycie ostrzy Kelvina. Ostrza Kelvina to po prostu dwa ostrza sprężynowe umieszczone w izolacji.
Dodatkowo, autentyczne połączenia Kelvina są idealne, gdy mierzymy rezystancje większe niż 1Ω. Jednakże, pomocne byłoby umieszczenie mechanicznego aspektu relacji podczas budowania oprzyrządowania do badań.
Z tego powodu, sondy sprężynowe są solidną alternatywą dla Kevina. Sondy są łatwiejsze do skonstruowania i utrzymania. Ponadto, charakteryzują się żywotnością dłuższą niż ostrza Kelvina. Jednakże, jak już wcześniej wspomnieliśmy, sondy sprężynowe mogą oferować tylko półpołączenia Kelvina i należy unikać używania ich do pomiaru rezystancji mniejszej niż 1Ω.
Kelvin Connection-Zastosowania złącza Kelvina
Oto kilka zastosowań, w których sprawdza się połączenie Kelvina.
Obwody elektryczne
Miliamperomierz
Testowanie napięcia zasilania
Zarządzanie zasilaniem baterii
Regulator napięcia
Linia 4 Kelvin sprawdza, w jaki sposób zidentyfikować ukrytego wojownika PCB
4-liniowy test Kelvina zawsze umieszcza zmianę oporu w millionach między otworem a otworem To prowadzi również do bardziej skomplikowanego oddzielenia od porażki Zazwyczaj należy zmierzyć kilka płyt drukowanych lub paneli, aby zrozumieć średnią działania pomiaru oporu
Jeśli wartość oporu przekroczy ustawiony próg, nie powiedzie się Niestety, po oznaczeniu beczki jako błędu jedynym sposobem dowiedzenia się, czy jest ona wadliwa, jest przeprowadzenie niszczących testów przekroju otworu
Przekrój sworznia PCB
Ale to nie wszystko
Wykrywanie w Kelvin, połączenie w standardzie 4-liniowym lub metoda 4-punktowej sondy jest metodą pomiaru odporności na rezystancję, która wykorzystuje oddzielne elektrody do wykrywania napięcia i przesyłania prądu Wykorzystuje te pojedyncze pary linii do dokładniejszych pomiarów niż technologia czujników dwustronnych
4 punktowy pomiar
Ponadto oddzielenie napięcia i prądu w połączeniu Kelvina eliminuje kontakt i rezystancję linii odniesienia od pomiarów Ponadto doskonale nadaje się do zapewnienia dokładnych pomiarów w przypadku niskich wartości oporu
Wykrywanie na czterech końcach działa w niektórych analizatorach impedancji i licznikach OM Pomaga to również w przewodzie pomiarów odkształceń i termometrów oporowych Można je również użyć do pomiaru odporności cienkiej warstwy
Ostatni sposób myślenia
Na koniec zauważyliśmy, że jeśli chcesz uzyskać doskonałe odczyty niskiej oporności, dobrze rozumiesz połączenia w Kelvinach, to idealnym rozwiązaniem jest korzenie
Dlatego omówiliśmy szeroko różne urządzenia testowe wymagane do uruchomienia odczytów połączeń Kelvina
Ale jeśli jeszcze nie wiecie czegoś o tym temacie, chętnie pomożemy wam Więc proszę skontaktować się z nami