低い抵抗値を４端子法で測定する方法(1)
１Ω程度、あるいはそれよりも小さな 抵抗値 を測定しようとして、うまく行かなかった経験はありませんか? このくらい抵抗値が低くなると、テスタのリード線の 抵抗 や、テスタのリードやターミナルの接触抵抗 を合わせると簡単に０．数Ωになってしまいます。これでは抵抗の抵抗値を測っているのか、リード線の抵抗値を測っているのか分からなくなってしまいます。さらに厄介なことに、テスターリードの抵抗への押し当て方一つで、接触抵抗は変化しますから、０Ω調整したところで、なかなか1Ω未満の精度で抵抗値を測るのは難しいです。
目次
1. ２端子法と４端子法
図1、 2端子法による抵抗値測定図１は、２端子法による抵抗値測定の原理図です。抵抗計の中には直流電圧計、直流電流計、直流電圧源(電池など)が含まれており、図のように結線されています。それにリード線を使って測定したい抵抗をつなぐと、その抵抗値に応じた電流が流れます。直流電圧計の測定値がV[V]、直流電流計の測定値がI[A]とすると、測定したい抵抗の抵抗値R[Ω]は、オームの法則よりR=V/Iと求まります。
この方法はとても理解しやすくていい測定法なのですが、測定したい抵抗の抵抗値、リード線の抵抗値、および接触抵抗の合計を測ってしまうという欠点があります。測定したい抵抗の抵抗値がある程度大きく、リード線の抵抗や接触抵抗が無視できる場合はいいのですが、低い抵抗値の測定の際には、誤差が生じてしまいます。この様子を次の図2に示しました。
図2、 2端子法による抵抗値測定の誤差要因 図3、 4端子法による抵抗値測定の原理４端子法の場合、抵抗計に、電流を測定する端子が２つと、電圧を測定する端子が２つの、合計4つの端子があることが分かります。とはいえ、抵抗の求め方は２端子法と同じR=V/Iより求まります。
図4、 4端子法を用いた場合のリード線の抵抗や接触抵抗の影響 図5、 デジタルマルチメータなどで使われる事の多い2端子法の抵抗測定回路の原理図このページで使われている用語の解説
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