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为什么说电流检测需要使用四脚开尔文连接的电阻?

作者:开步电子     发表日期:2018-06-09 17:55:35

在用低阻值电阻来检测一个精密的电压降时,通常要使用四脚开尔文连接的电阻,这种结构的电阻能够消除电阻两端引脚的电压降对检测值带来的影响。在电流检测电路中,接触电阻和引脚的电阻可能比电阻本身的阻值还要大,所以如果使用两脚的电阻将可能导致重大测量误差。

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如上图所示,四脚开尔文的连接方式分离了电流检测脚和电压检测脚。这种配置消除了从A点到B点,以及从C点到D点的引脚阻值效应,从根本上消除了引脚阻值对于检测精度的影响。


需要指出的是,四脚电阻和四脚开尔文连接的电阻是不同的,下图为三种不同的引脚结构:

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图1 二脚结构电阻



图1为2脚结构的电流检测电阻,一般适用于高阻值的情况,引线和接触电阻的影响是可以忽略不计的。


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图2 四脚结构电阻

图2为4脚结构的电阻,电流脚为I1和I2,电压检测脚为S1和S2。电流脚和电压脚在电阻内部的同一区域上,这种结构的好处是在电流脚I1和I2与电压检测脚S1和S2之间的阻值相同。但缺点是在接触点之间的TCR叠加到了电阻上,导致电阻的温度系数变差。

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图3 四脚开尔文结构电阻


图三为真正意义上的四脚开尔文连接,电流脚为I1和I2,电压检测脚为S1和S2。I1和S1,以及I2和S2在不同的触点上,所以避免了触点之间TCR的影响。这种结构在电流脚之间测得的阻值和电压脚之间测得的阻值会有差异,但对检测精度没有影响。