อ่าน 2 นาที
การตรวจจับแบบสี่ขั้ว
ใน วิศวกรรมไฟฟ้า การ ตรวจจับแบบสี่ขั้ว ( การตรวจจับแบบ 4T ) การตรวจจับแบบ 4 สาย หรือ วิธีการวัดแบบ 4 จุด เป็น เทคนิคการวัด อิมพีแดนซ์ทางไฟฟ้า ที่ใช้คู่ ขั้ว ไฟฟ้าที่นำ กระแส...
การตรวจจับแบบสี่ขั้ว

ในวิศวกรรมไฟฟ้าการตรวจจับแบบสี่ขั้ว ( การตรวจจับแบบ 4T ) การตรวจจับแบบ 4 สายหรือวิธีการวัดแบบ 4 จุดเป็น เทคนิคการวัด อิมพีแดนซ์ทางไฟฟ้าที่ใช้คู่ขั้ว ไฟฟ้าที่นำ กระแสและตรวจ จับ แรงดัน แยกกัน เพื่อให้ได้การวัดที่แม่นยำกว่าการตรวจจับแบบสองขั้ว (2T) ที่ง่ายกว่าและเป็นที่นิยมมากกว่า การตรวจจับแบบสี่ขั้วใช้ในโอห์มมิเตอร์และเครื่องวิเคราะห์อิมพีแดนซ์ บางชนิด และในการเดินสายสำหรับเกจวัดความเครียดและเทอร์โมมิเตอร์แบบความต้านทานโพรบแบบสี่จุดยังใช้ในการวัดความต้านทานแผ่นของฟิล์มบาง (โดยเฉพาะ ฟิล์มบาง เซมิคอนดักเตอร์ ) [ 1 ]
การแยกอิเล็กโทรดกระแสและแรงดันจะช่วยขจัดความต้านทานของสายนำและหน้าสัมผัสออกจากการวัด ซึ่งเป็นข้อดีสำหรับการวัดค่าความต้านทานต่ำอย่างแม่นยำ ตัวอย่างเช่น คู่มือการใช้งาน บริดจ์ LCRแนะนำเทคนิคสี่ขั้วสำหรับการวัดความต้านทานต่ำกว่า 100 โอห์มอย่าง แม่นยำ [ 2 ]
การตรวจวัดแบบสี่ขั้วเรียกอีกอย่างว่าการตรวจวัดแบบเคลวินตามชื่อของวิลเลียม ทอมสัน ลอร์ดเคลวินผู้ประดิษฐ์สะพานเคลวินในปี 1861 เพื่อวัดความต้านทานต่ำมากโดยใช้การตรวจวัดแบบสี่ขั้ว การเชื่อมต่อแบบสองสายแต่ละจุดเรียกว่าการเชื่อมต่อแบบเคลวินคู่ของหน้าสัมผัสที่ออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อคู่แรงและคู่การตรวจวัดเข้ากับขั้วหรือสายนำเดียวพร้อมกัน เรียกว่าหน้าสัมผัสเคลวินคลิปหนีบ ซึ่งมักจะ เป็น คลิปหนีบจระเข้ที่เชื่อมต่อคู่แรงและคู่การตรวจวัด (โดยทั่วไปหนึ่งตัวต่อหนึ่งขากรรไกร) เรียกว่า คลิป เคลวิน
หลักการทำงาน

เมื่อใช้การต่อแบบเคลวิน กระแสไฟฟ้าจะถูกส่งผ่าน ขั้วต่อ แรง (สายกระแส) คู่หนึ่ง ซึ่งจะทำให้เกิดแรงดันตกคร่อมอิมพีแดนซ์ที่ต้องการวัดตามกฎของโอห์มV = IR จากนั้นจึงต่อขั้วต่อวัดแรง ดัน (สายวัดแรงดัน) คู่หนึ่งไว้ติดกับอิมพีแดนซ์เป้าหมายโดยตรง เพื่อไม่ให้รวมแรงดันตกคร่อมในสายแรงหรือหน้าสัมผัส เนื่องจากกระแสไฟฟ้าแทบไม่ไหลไปยังเครื่องมือวัด แรงดันตกคร่อมในสายวัดจึงมีค่าเล็กน้อยจนสามารถละเลยได้
โดยปกติแล้ว สายวัดความต้านทาน (sense wire) จะอยู่คู่ด้านใน ส่วนสายวัดแรงดัน (force wire) จะอยู่คู่ด้านนอก หากสลับการเชื่อมต่อระหว่างสายวัดแรงดันและสายวัดความต้านทาน ความแม่นยำอาจลดลง เนื่องจากความต้านทานของสายไฟจะถูกนำมาคำนวณในการวัดมากขึ้น สายวัดแรงดันอาจต้องรับกระแสไฟฟ้าปริมาณมากเมื่อวัดความต้านทานต่ำมาก และต้องมีขนาดที่เหมาะสม ในขณะที่สายวัดความต้านทานสามารถใช้สายขนาดเล็กได้
เทคนิคนี้มักใช้ใน แหล่งจ่ายไฟแรงดันต่ำซึ่งเรียกว่าการตรวจวัดระยะไกลเพื่อวัดแรงดันที่ส่งไปยังโหลดโดยไม่ขึ้นอยู่กับแรงดันตกในสายไฟ
โดยทั่วไปแล้ว มักจะใช้การเชื่อมต่อแบบ 4 สายสำหรับตัวต้านทานแบบขนานที่ตรวจจับกระแสไฟฟ้าซึ่งมีความต้านทานต่ำและทำงานที่กระแสสูง
การตรวจจับแบบ 3 สาย
อีกรูปแบบหนึ่งใช้สายไฟสามเส้น โดยมีสายวัดโหลดและสายวัดแยกกันอยู่ที่ปลายด้านหนึ่ง และสายร่วมอยู่ที่ปลายอีกด้านหนึ่ง แรงดันตกในสายร่วมจะถูกชดเชยโดยการสมมติว่าแรงดันตกในสายร่วมนั้นเท่ากับแรงดันตกในสายโหลด มีขนาดและความยาวเท่ากัน เทคนิคนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในเทอร์โมมิเตอร์แบบความต้านทานหรือที่รู้จักกันในชื่อตัวตรวจจับอุณหภูมิแบบความต้านทาน หรือ RTD แม้ว่าจะไม่แม่นยำเท่ากับการตรวจวัดแบบสี่สาย แต่สามารถลดข้อผิดพลาดส่วนใหญ่ที่เกิดจากความต้านทานของสายเคเบิลได้ และมีความแม่นยำเพียงพอสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่
อีกตัวอย่างหนึ่งคือ มาตรฐาน แหล่งจ่ายไฟ ATXซึ่งมีสายตรวจจับระยะไกลเชื่อมต่อกับ สายไฟ 3.3 V ที่ขาต่อหมายเลข 13 แต่ไม่มีการเชื่อมต่อสายตรวจจับสำหรับสายกราวด์
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
สื่อที่เกี่ยวข้องกับการตรวจจับแบบสี่ขั้วในวิกิมีเดียคอมมอนส์- บท วงจรวัดกระแสไฟฟ้า DCจากหนังสือ Lessons In Electric Circuits Vol 1 (ฉบับอิเล็กทรอนิกส์ฟรี) และชุด หนังสือ Lessons In Electric Circuits
- เทคนิคสี่จุดสำหรับการวัดค่าการนำไฟฟ้าและความต้านทาน
- วิดีโออธิบายเกี่ยวกับการวัดความต้านทานสี่สายในระบบพลังงานโดยใช้แคลมป์เคลวิน
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การตรวจจับแบบสี่ขั้ว
ใน วิศวกรรมไฟฟ้า การ ตรวจจับแบบสี่ขั้ว ( การตรวจจับแบบ 4T ) การตรวจจับแบบ 4 สาย หรือ วิธีการวัดแบบ 4 จุด เป็น เทคนิคการวัด อิมพีแดนซ์ทางไฟฟ้า ที่ใช้คู่ ขั้ว ไฟฟ้าที่นำ กระแส...
หลักการทำงาน
เมื่อใช้การต่อแบบเคลวิน กระแสไฟฟ้าจะถูกส่งผ่าน ขั้วต่อ แรง (สายกระแส) คู่หนึ่ง ซึ่งจะทำให้เกิดแรงดันตกคร่อมอิมพีแดนซ์ที่ต้องการวัดตาม กฎของโอห์ม V = IR จากนั้นจึงต่อขั้วต่อวัดแรง ดัน (สายวัดแรงดัน) คู่หนึ่งไว้ติดกับอิมพีแดนซ์เป้าหมายโดยตรง...
การตรวจจับแบบ 3 สาย
อีกรูปแบบหนึ่งใช้สายไฟสามเส้น โดยมีสายวัดโหลดและสายวัดแยกกันอยู่ที่ปลายด้านหนึ่ง และสายร่วมอยู่ที่ปลายอีกด้านหนึ่ง แรงดันตกในสายร่วมจะถูกชดเชยโดยการสมมติว่าแรงดันตกในสายร่วมนั้นเท่ากับแรงดันตกในสายโหลด มีขนาดและความยาวเท่ากัน เทคนิคนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายใน...
ดูเพิ่มเติม
อาร์เรย์อิเล็กโทรด การกำหนดค่าอาร์เรย์เวนเนอร์ การกำหนดค่าอาร์เรย์แบบ Schlumberger การวัดทางไฟฟ้า