נושא :שיטת מדידת התנגדות באמצעות 4 מוליכים (Kelvin connection)

בס"ד‏ ,‏יום שישי 04 פברואר 2022

איך נמדדת ההתנגדות באמצעות מד התנגדות בעל 2 מוליכי מדידה ?

יש להבין כי אין אפשרות למדוד רק התנגדות לכן אנחנו מבצעים חישוב של המדידה והתהליך הוא כזה מכשיר המדידה מספק זרם ידוע (מקור זרם ) לרכיב הנמדד ,ואת המתח מודדים במקביל לרכיב הנמדד ובאמצעות חוק אום (R=U/I) מחושבת ההתנגדות הנמדדת.

1. IS – מקור זרם – בעל ערך ידוע מראש
2. V – מד מתח
3. RL1-RL2 – התנגדות המוליכים
4. R – התנגדות נמדדת.

איך משפיעה התנגדות המוליכים ?

כל עוד אנחנו מודדים התנגדויות גדולות בסדרי גודל של אומים בודדים ומעלה השיטה טובה כי תוספת התנגדות המוליכים והתנגדות המגע משפיעה בצורה זניחה על המדידה בסופו של דבר נקבל התנגדות כוללת של R_T=R_L1+R_C1+R+R_C2+R_L2 (R_C התנגדות המגע)

קיזוז של שני מוליכי המדידה באמצעות חיבורם מצמצמת את השגיאה אך לא מעלימה אותה לחלוטין אנחנו נשאר עם R_T=R_C1+R+R_C2 כל עוד ערך ההתנגדות שאנחנו מעוניינים למדוד גדולה באופן משמעותי ואין לנו צורך בדיוק המדידה כלומר אם נרצה למדוד 1 קילו אום אז שגיאה של 1 אום זניחה ואינה בעלת משמעות עבור מדידה זו.

אך כאשר אנחנו מעוניינים למדוד התנגדות נמוכה (מתחת ל1 אום) התנגדות המוליכים והמגע מתחילה להיות משמעותית ועל מנת לפתור בעיה זו הומצאה שיטה חדשה .

שיטת מדידה באמצעות 4 מוליכי מדידה

שיטת המדידה באמצעות 4 מוליכים הומצאה בדיוק על מנת לפתור את הבעיה של התנגדות מוליכי המדידה והמגע , על ידי הפרדה של מוליכי הזרם ממוליכי המתח .

בהתחלה ניתן לחשוב כי השקענו סתם ב2 מוליכי מדידה נוספים ואין לכך שום תועלת אך בהמשך נבין את הצורך שלנו ב 2 מוליכי מדידה נוספים .

ל2 מוליכי הולכת הזרם יקראו מוליכי ההולכה ואילו ל 2 מוליכי מדידת המתח יקראו מוליכי החישה

באופן מעשי זרם קטן עשוי לזרום דרך מוליכי החישה, והוא זניח ובדרך כלל ניתן להתעלם ממנו לכל המדידות המעשיות, בשל כך מפל המתח על פני מוליכי החישה זניח, ולכן המתח הנמדד על ידי מד המתח (V) זהה למעשה למתח (V_R) על פני ההתנגדות (R).

מפל המתח על פני מוליכי הולכה לא יימדד בשל העובדה כי הזרם במעגל טורי זהה ואנחנו מודדים את מפל המתח על פני העומס הנמדד

במחברי חיבור רגילים (תנינים) שני החצאים מולכים ומחוברים בניהם ואילו במחברי קלווין שני החצאים מבודדים זה מזה יש לנו חיבורי ההולכה יהיו עם הסימן "C" (זרם) ומוליכי החישה יחוברו לסימון "P" (פוטנציאל), דבר זה יגרום לכך שלא יהיו נפילות מתח הגורמת לשגיאות כתוצאה מצורת החיבור

• מחברי קלווין מחברות שונות.

לסיכום

1. כאשר נרצה למדוד התנגדות נרצה לנתק את כל מקורות מהאביזר הנמדד.
2. מדידה באמצעות 4 מוליכים תהיה הרבה יותר מדויקת מאשר מדידה עם 2 מוליכי חיבור
3. כל עוד התנגדות גבוה אין צורך ממשי למדוד באמצעות 4 מוליכים .
4. להקפיד על אורך מוליכי חיבור קטנים כלל האפשר

בהצלחה