测试基础篇-开尔文测试基本原理
开尔文测试方法，是模拟电路测试常用的测试方法之一，又叫开尔文四线检测（Kelvin Four-terminal sensing），也被称之为四端子检测（4T检测， 4T sensing）。四线检测也被称为开尔文（Kelvin）四线检测，由威廉·汤姆森·开尔文勋爵（ William Thomson, Lord Kelvin）在1861年发明的开尔文电桥测量低电阻。每两线连接，可以称得上是Kelvin连接。
在具体谈开尔文测试方法之前，我们先来说一下电阻的测量。
如果我们使用万用表测量电阻，通常是采用两线测量方法，直接将两根表笔的直接接到电阻的两端，就可以通过万用表读取测量到的电阻值。那是不是说明，我们有办法直接对电阻进行测量呢？
其实不然，电阻的测量，都是通过施加固定的电流，通过对电阻两端电压的测量，然后通过计算得到对应测量的电阻值。
那么，是不是使用万用表，就可以精确的测量到所有电阻呢？其实也不然，因为我们必须注意到线材的电阻，以及接触电阻的影响。接触电阻可能会在几十毫欧到几百毫欧级别，线材的电阻则不定，跟线长及线的粗细有关系，大概也在毫欧及欧姆级别。如果测量的电阻很小，只有几个欧姆，甚至毫欧级别，采用上面的方法是无法精确测量到实际的电阻的，因为接触电阻、线阻的影响会被体现出来。其实这些影响一直存在，只是我们在测量比较大的电阻的时候，这些影响所占的比重非常小，就被忽略不计了。比如说测量1k欧姆电阻，而接触电阻及线材电阻的为1欧姆，则影响在0.1%左右。如果测量的电阻是1欧姆，影响则占到了50%!
我们上面谈到的是电阻的测量，其实要注意的是电压测量的影响，因为我们在测量电阻的时候，是通过施加特定的取样电流，然后测量到电压后经过计算得到电阻值得。取样电流是固定的，不管接触电阻还是线材电阻存在与否，通过测量电阻的取样电流都是不变的，如果可以正确的测量到电阻两端的电压，我们就可以通过计算得到正确的电阻值。
电流和电压的特性我们知道，串联电阻对电流是没有影响的，但是对电压会有分压作用；同样，并联电阻对于电压是没有影响的，但是对电流会有分流作用。
那么，我们如何来消除接触电阻的影响呢？那就可以采用开尔文测试方法。
开尔文测试法，它是一种电阻抗或电压测量技术，使用单独的载电流和电压检测，相比传统的两个终端（ 2T）传感能够进行更精确的测量。四线检测的关键优点是分离的电流施加单元和电压测量单元，消除了布线和接触电阻的阻抗。
如下图1所示， 当我们需要测量电阻R的时候，通过单独的电流源施加取样电流，再通过另外的电压测量单元进行测试。其实大家可以看到，其它电阻Rl的影响依然存在，但是我们是如何减轻或者消除影响的呢？
对于电流源而言，Rl电阻和测量电阻是串联的，是没有影响的，我们依然可以保证通过电阻R的电流为电流源施加的电流。对于电压测量单元，通常输入端都是高阻抗输入，达到了兆欧姆甚至更高级别，这个时候，流过Rl的电流很小，则Rl两端的电压差很很小，所以，我们测量的电压就近似等于电阻两端的实际电压。
图1
其实要了解开尔文测试原理并不难，但是我们在实际应用中，还是会容易出现问题，我们可以称之为“伪开尔文”。比如，我们在实际测试生产中，要使用测试座，而测试座需要通过测试爪（针）与测试管脚接触，我们要实现开尔文，测试座也必须采用开尔文的方式，而且要保证不能被短接起来。否则，就是伪开尔文。现在的器件封装越做越小，要实现开尔文，对于测试座的要求也会越来越高，而且，随着电流的增大，要求会更高。中测的时候，如果我们也要实现开尔文测量，更要注意影响。通常探针的接触电阻，有几百毫欧到几欧姆，甚至几十欧姆，而探针能容纳的最大电流也只有几百毫安左右。我们必须清楚这些注意事项，采用合适的方案，以达到最好的测量效果。
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