Fyrpolskretsen är ett exempel på en elektrisk impedansmätningskrets som använder separata par av strömkontakter och spänningsavlastande sondkontakter för att göra mer exakta mätningar än vad tvåpolskretsen tillåter . Fyrstiftsmetoden används i vissa ohmmetrar och impedansanalysatorer , såväl som i ledningar av töjningsmätare och motståndstermometrar , termoelement . Fyrpunktssonder används också för att mäta ytresistansen hos tunna filmer (särskilt tunna filmer av halvledare) [1] .
Separation av ström- och spänningselektroder eliminerar möjligheten att mäta motståndet hos ledningar och kontakter . Detta är en fördel för att noggrant mäta låga resistansvärden. Till exempel rekommenderar LCR -bryggmanualen en fyrstiftskrets för noggrann mätning av resistans under 100 ohm [2] .
Fyra-sondsmetoden är också känd som Kelvin-sonden efter William Thomson, Lord Kelvin , som uppfann Kelvin-bron 1861 för att mäta mycket låga resistanser med hjälp av fyrsondsmetoden. Varje tvåtrådsanslutning kan kallas en Kelvin-anslutning . Ett par kontakter utformade för att samtidigt ansluta ett kraftsensorpar till samma ledning eller tråd kallas en Kelvin-kontakt . En klämma, ofta en krokodilklämma , som förbinder ett kraftsensorpar (vanligtvis en för varje käke) kallas en Kelvinklämma .
När en Kelvin-anslutning används, tillförs ström genom ett par strömanslutningar (strömkablar). De skapar ett spänningsfall över impedansen, som måste mätas enligt Ohms lag V = IR . Ett par avkänningsanslutningar (spänningsledningar) görs i direkt anslutning till målresistansen så att de inte bidrar till spänningsfallet över strömledningarna eller kontakterna på grund av att nästan ingen ström flyter till mätaren.
Typiskt är testkablarna anordnade som ett inre par och kraftledningarna som ett yttre par. Att byta ström- och sensoranslutningar kan påverka noggrannheten eftersom mer trådmotstånd ingår i mätningen. Strömkablar kan bära mycket ström när man mäter mycket små resistanser, och de måste ha rätt storlek; sensortrådarna kan ha liten diameter.
Denna metod används ofta i lågspänningsnätaggregat , där det kallas fjärranalys , för att mäta spänningen som appliceras på lasten, oberoende av spänningsfallet i matningsledningarna.
Vanligtvis används en 4-trådsanslutning med lågresistansströmavkänningsshuntmotstånd som arbetar med hög ström.
För tunna filmer används van der Pauw-metoden för att beräkna motståndet.
Varianten använder tre ledare med separata last- och sensorledningar i ena änden och en gemensam ledning i den andra. Spänningsfallet i den gemensamma ledningen kompenseras genom att anta att det är samma som i belastningstråden, av samma storlek och längd. Denna teknik används ofta i motståndstermometrar , även känd som temperatursensorer. Den är inte lika exakt som 4-trådsmätning, men kan eliminera de flesta kabelresistansfel och är tillräckligt noggrann för de flesta applikationer.
Ett annat exempel är ATX-strömförsörjningsstandarden , som inkluderar en fjärravkänningskabel ansluten till en 3,3V-strömledning på stift 13 på kontakten, men där det inte finns någon sensoranslutning för jordledningarna.