4- 와이어 저항 측정시 정확도 및 신뢰성 향상

정확도가 정말 중요하다면 4 선 저항 측정을해야합니다. 켈빈 방법이라고도하는 4 선 저항 방법은 디지털 멀티 미터 (DMM)와 테스트 대상 장치 (DUT) 사이에 긴 케이블 길이, 수많은 연결 또는 스위치가있는 자동화 테스트 애플리케이션에서 자주 사용됩니다.

이 기사에서는 4 와이어 저항 측정의 이점, AMETEK Programmable Power의 VTI Instruments EX1200 DMM이 고정밀 저항 측정 도구로 두드러지는 방식, 이러한 측정을 수행 할 때 발생할 수있는 일반적인 오류에 대처하는 방법에 대해 설명합니다.

4 선 저항 측정의 이점 알아보기

4 선 저항 측정을 통해 다음을 수행 할 수 있습니다.

밀리 옴 (mΩ) 범위까지 저항을 측정합니다. 이는 커넥터, 고전류를 처리 할 케이블 및 고 신뢰성 애플리케이션에 사용되는 케이블을 테스트 할 때 중요 할 수 있습니다.
테스트 리드 및 테스트 픽처 저항으로 인한 오류를 보상합니다.
고전류 저항 측정을 수행하면보다 정확한 측정이 가능합니다.
EX1200 DMM으로 정확도 향상

VTI EX1200 6-½ 디지트 DMM (특히 EX1200-2165 및 EX1200-2365)을 사용하면 고정밀 4 선 저항 측정을 수행 할 수 있습니다. 그림 1은 저항을 VTI EX1200 DMM에 연결하여 4 선 측정을 수행하는 방법을 보여줍니다.

 

                                     그림 1 : 저항을 VTI EX1200 DMM에 연결하는 방법

 

4 선 저항 측정을 실행할 수 있는 기능 덕분에 VTI EX1200 DMM은 최종 결과에서 테스트 리드선의 저항을 빼서 테스트 리드선을 0Ω으로 효과적으로 만들 수 있습니다. 이 기능을 사용하면 리드선 저항이 보이지 않으므로 0.1Ω 미만으로 측정 할 수 있습니다. 또는 모든 리드 와이어가 동일한 수의 연결 및 릴레이 접점을 통해 라우팅된다고 가정하여 DMM에서 어느 정도 떨어진 거리에 있거나 여러 연결 및 릴레이를 통해 구성 요소를 측정 할 수 있습니다.

모든 DMM은 저항에 걸친 전압 강하를 측정하기 위해 테스트 전류를 생성하기 때문에 특히 저 저항 DUT에서 발열 효과가 발생할 수 있습니다. 더 높은 테스트 전류는 더 큰 전압 강하를 생성하기 때문에 이 더 큰 응답은 더 나은 정확도와 향상된 신호 대 잡음비를 제공합니다. 그러나 테스트 전류가 너무 크면 가열 효과가 발생하여 DUT가 저항을 변경하고 측정이 불안정해질 수 있습니다. 따라서 자체 발열 효과없이 우수한 정확도를 제공하기 위해 충분한 테스트 전류를 제공하려면 균형이 필요합니다.

VTI EX1200 DMM을 사용하면 최종 사용자가 자신의 테스트에 가장 적합한 범위로 테스트 전류를 프로그래밍 할 수 있습니다. 이러한 유연성과 DMM의 4 선 측정 기능이 결합되어 테스트 정확도가 극대화됩니다. 표 1은 선택한 범위 및 분해능에 대해 사용 가능한 테스트 전류를 보여줍니다.

 

                                         표 1 : 특정 범위 및 분해능에 사용 가능한 테스트 전류

 

일반적인 오류 최소화

4- 와이어 저항 측정은 고정밀 DC 전압 측정과 동일한 오류가 많이 발생하기 쉽습니다. 또한 4 선 저항을 측정 할 때 다음 오류가 발생할 수 있습니다.

자체 발열 오류 : 전류가 테스트중인 저항을 통과하면 저항 온도가 상승하여 자체 발열 오류가 발생할 수 있습니다. 이것은 피할 수 없는 일입니다. DUT가 가열되면 DUT의 온도가 상승하여 DUT의 저항 값이 변경됩니다. 이 오류의 크기는 DUT의 온도 계수에 따라 달라 지므로 지정할 수 없습니다. 이 오류를 최소화하려면 전류가 DUT에 적용되는 시간을 최소화하는 모범 사례를 적용하십시오.

 

정착 시간 오류 : 경우에 따라 DUT 커패시턴스와 결합 된 테스트 리드 저항이 충분히 커서 저항 커패시터 (RC) 시간 상수가 중요해집니다. 이 RC 시간 상수로 인한 안정화 시간은 특히 100kΩ보다 큰 저항을 측정 할 때 상당히 길 수 있습니다. 예를 들어 특정 유형의 정밀 저항기에는 노이즈를 억제하기 위해 단자에 묶인 크고 집중된 정전 용량이 있습니다. 이러한 경우 설정 시간을 계산하지 않고 저항 값을 측정하면 부정확한 결과를 얻을 수 있습니다.
VTI EX1200 DMM의 자동 지연 기능은 RC 시간 상수 오류를 방지하는 데 도움이됩니다. 자동 지연을 활성화 하면 VTI EX1200 DMM은 측정을 수행하기 전에 입력이 안정 될 때까지 기다립니다. 그러나 경우에 따라 지연 시간을 수동으로 설정해야 할 수도 있습니다.

절연 저항 및 표면 청결 오류 : 테스트 케이블 및 고정 장치의 수분 흡수 절연 및 "더러운"표면 필름은 누설 전류를 증가시켜 1MΩ 이상의 저항을 측정 할 때 측정 오류를 일으킬 수 있습니다. 이러한 유형의 오류를 줄이려면 "깨끗한"고 저항 시스템을 유지하십시오.
적절한 케이블 절연을 선택하면 오류를 줄일 수도 있습니다. 나일론과 폴리 염화 비닐 (PVC)은 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 (Teflon®) (1013 Ω)과 비교할 때 상대적으로 열악한 절연체 (109 Ω)입니다. 나일론 또는 PVC 절연체의 누출은 습한 조건에서 1MΩ 저항을 측정 할 때 쉽게 0.1 % 오류를 일으킬 수 있습니다. 저항이 측정되는 동안 DUT를 물리적으로 만지는 것은 피해야합니다. 본체는 테스트 전류의 누설 경로 역할을하기 때문입니다. 테스트 저항을 통해 두 번째 계측기를 연결하면 VTI EX1200 DMM에서 수행하는 저항 측정이 변경됩니다. 테스트 저항 대신 DMM은 테스트 저항과 두 번째 테스트 장비의 임피던스의 병렬 조합을 측정합니다.