Multimetry 2×4 przewodowe upraszczają precyzyjny pomiar oporności

Błąd pomiaru wynika z istnienia rezystancji przewodów pomiarowych, które dla małych oporności mogą mieć wartość porównywalną z ich impedancją. Błąd pomiaru eliminuje się najczęściej poprzez kompensację i odpowiednie zerowanie miernika przed pomiarem. W przypadku wymaganej dużej dokładności pomiaru stosowane są metody trójprzewodowe, ale dopiero użycie czterech przewodów pozwala na minimalizację błędu w każdym przypadku.

Ograniczona popularność metod wieloprzewodowych wynika w dużej mierze z tego, że wymagane jest podłączanie większej liczby przewodów, co zwiększa możliwość pomyłki i jest kłopotliwe przy przełączaniu funkcji pomiarowej. Błędy pomiaru stają się znaczące dopiero przy niskich rezystancjach, dlatego problem pojawia się też stosunkowo rzadko. Rozwiązaniem może okazać się opisany poniżej sposób, zapewniający uzyskanie błędów pomiarowych charakterystycznych dla pomiarów czteroprzewodowych z wykorzystaniem dwóch przewodów.

Rys. 1. Dwuprzewodowa metoda pomiaru rezystancji jest niedokładna z uwagi na spadek napięcia na przewodach pomiarowych

Po co mierzyć rezystancję czteroprzewodowo?

Sprawne posługiwanie się dwoma przewodami może być niełatwe, gdy trzeba manipulować nimi przy małych podzespołach lub pośród ciasno upakowanych elementów. Ale już w przypadku czterech przewodów może okazać się całkowicie niewykonalne, zwłaszcza gdy trzeba dotykać końcówkami pomiarowymi punktów lutowniczych, połączeń elastycznych lub elementów SMD. Przełączanie wtyków bananowych też może być źródłem pomyłek. Dodatkowo cały proces przepinania kabli zajmuje sporo czasu. Przy pomiarze napięcia dwa przewody nie mają zauważalnego wpływu na dokładność pomiaru. Rezystancja wejściowa multimetru wynosi ok. 10MΩ, co powoduje, że spadek napięcia na przewodach może zostać pominięty. W przypadku pomiaru prądu rezystancja przewodów pomiarowych też nie jest przyczyną błędów.

Podczas pomiaru oporności do mierzonego elementu dołączane jest zawarte wewnątrz multimetru źródło prądowe. Przepływający prąd wywołuje proporcjonalny spadek napięcia, który jest mierzony i prezentowany jako rezystancja. Gdy podczas pomiaru korzysta się z dwóch przewodów, tak jak to zostało pokazane na rysunku 1, prąd pomiarowy płynie tą samą Multimetry drogą, którą mierzony jest spadek napięcia. Oprócz spadku napięcia na badanym elemencie zostanie zmierzony także spadek napięcia na obu przewodach. Innymi słowy wynik pomiaru będzie sumą mierzonej rezystancji i oporności obu przewodów. Przy użyciu czterech kabli istnieje możliwość rozdzielenia pomiaru napięcia od prądu pomiarowego. Przyrządy takie mają cztery zaciski, dwa prądowe i dwa napięciowe. W ten sposób impedancja przewodów nie ma wpływu na pomiar napięcia, a multimetr mierzy jedynie spadek napięcia na mierzonym elemencie.

Rys. 2. Czteroprzewodowa metoda pomiaru rezystancji rozdziela pomiar spadku napięcia od prądu pomiarowego

Pomiar sposobem 2×4

Opatentowana metoda pomiarowa firmy Fluke łączy w sobie wygodę manipulacji, taką samą jak w przypadku tradycyjnego pomiaru dwuprzewodowego, ale charakteryzuje się dokładnością taką, jak przy pomiarze czteroprzewodowym.

Nowe precyzyjne multimetry Fluke 8845A i 8846A mają wbudowany specjalny zestaw przyłączy wejściowych, w pełni kompatybilny z tradycyjnymi 4-milimetrowymi wtykami bananowymi. Jednak od środka każdy wtyk został podzielony na dwa pola kontaktowe, jedno jest wyjściem źródła prądowego, drugie służy do pomiaru napięcia. Opracowane specjalne przewody pomiarowe mają dwie żyły, co zapewnia rozdzielenie obwodów na całej długości. Dostępne są też specjalne akcesoria: końcówki pomiarowe, krokodylki i pęsety. Są one uniwersalne i mogą służyć we wszystkich funkcjach pomiarowych.

Multimetry 2×4 zapewniają dokładny pomiar rezystancji bez konieczności używania wielu przewodów oraz ciągłego przełączania przy zmianie zakresów pomiarowych.