Kelvin meetmethode, 4-draads meting
De Kelvin meetmethode, ook wel de 4 draads meettechniek genoemd, is een methode om nauwkeurige metingen te doen. Deze methode is vooral bedoeld om de invloed van de meetsnoeren te beperken. Vooral handig bijvoorbeeld voor het meten van kleine weerstanden en/of ESR metingen.
Principe van de Kelvin meting
Bij een meting zoals we gewend zijn, de tweedraads meting, meten we met een ohmmeter de stroom door een weerstand. Omdat de spanning bekend is berekent de meter de bijbehorende weerstand aan de hand van de wet van ohm. Met een hogere weerstand (Rigol > 200 Ohm) is de weerstand van de meetsnoeren te verwaarlozen. Maar is de weerstand kleiner gaat de weerstand van de meetsnoeren meetellen en ontstaan er meetfouten. Erg lastig als je bijvoorbeeld een sluiting zoekt op een printplaat.
Om de weerstand van de meetsnoeren te elimineren meet een micro-Ohmmeter de spanning en de stroom apart via eigen meetdraden. Zo wordt de stroom en spanning gemeten via eigen meetkabels. De voltmeter met de spanning via een hoogohmige aansluiting direct op de weerstand. En de stroom via eigen meetkabels met een laagohmige aansluiting. De spanningsval over de meetkabels door de hogere stroom wordt nu geëlimineerd.
Met behulp van een berekening kunnen we aantonen dat de stroom door de voltmeter nagenoeg te verwaarlozen is. Bij een weerstand van 0,1Ω en stroom van 2.5A resulteert dit in een spanning over de weerstand van 0,25V. Veronderstel verder dat de inwendige weerstand van de voltmeter 10MΩ is. Dit resulteert in een meetstroom door de voltmeter van 25 nA (nano Ampère!). Dat maakt een aandeel van de stroom door de voltameter van 0.000001%! De stroom door de voltmeter is zeer laag.
4-draads meetsnoeren voor een DER EE
Op TRX-LAB is te zien hoe een DER EE LCR meter Kelvin meetsnoeren krijgt. Dit is overigens een interessant YouTube kanaal dat onder andere reparaties aan radio-apparatuur laat zien.
Meer informatie
- Bron: Ionio
- Wiki: Kelvin meetmethode
