抵抗測定方法｜デジタル・マルチメータ

シンプルで正確な抵抗測定方法

2線式の抵抗測定は便利ですが、測定エラーも生じやすくなります。4本のテスト・リードと、ソース端子、測定端子を備えたマルチメータを使用することで、ほとんどの場合このエラーを防ぐことができます。

しかし、テスト・リードが増えると接続も多くなるため、測定が複雑になってしまいます。電圧測定から抵抗測定に変更する場合、テスト・リードを追加し、接続しなおし、場合によってはクリップなどのアクセサリを交換する必要もあります。

このアプリケーション・ノートでは、4線式の抵抗測定をわずか2本のテスト・リードで行う方法について説明します。

2線式と4線式の抵抗測定方法

2本のテスト・リードでさえ、特に狭いスペースの小さな部品を測定する場合に問題となります。しかし、4本のテスト・リードで小さな半田付けポイントやフレキシブル・コネクタ、チップ抵抗などを測定するのはさらに難しくなります。

テスト・リードの交換ではバナナ・プラグを差し間違えることも起こりえます。また、電圧プローブからケルビン・リードへの変更にも時間がかかります。なぜ4線式で抵抗を測定するのでしょうか。

2線式による電圧測定では、測定精度は大きな影響を受けません。マルチメータによる電圧入力の入力インピーダンスは一般的に10MΩであり、テスト・リードに流れる電流は非常に小さいため、テスト・リードによる電圧降下は無視できます。直列に検出抵抗を挿入する電流測定も、大きな影響を受けません。ところが、抵抗測定ではテスト・リードの抵抗は測定誤差の大きな要因となります。

抵抗測定では、マルチメータは電流源を測定対象につなぎます。電流は未知の抵抗を流れ、マルチメータはその電圧降下を測定します。

図1のように、2本のテスト・リードだけを使用した場合、ソース電流は電圧降下を測定するのと同じ経路を流れます。測定用のテスト・リードは優れた導体ではないため、テスト・リード自身が直列抵抗となります。測定用のテスト・リードに電流が流れると、未知の抵抗の電圧降下だけでなく、2本のテスト・リードの電圧降下をも測定することになります。この結果、正のテスト・リード、未知の抵抗、そして負のテスト・リードが組み合わされた測定となります。

図2に示すように4本のテスト・リードを使用すると、ソース電流と電圧測定は別々になります。電流源の端子は「ソース」、電圧入力の端子は「センス」と呼ばれます。

電流源は定電流のため、ソース・リードの直列抵抗は電流の流れには影響を及ぼしません。さらに、マルチメータの大きな入力インピーダンスにより、測定／センス・リードにはほとんど電流が流れません。このため、測定リードではI×Rによる電圧降下が発生しません。

したがって、未知の抵抗を流れるソース電流による電圧降下だけが測定できることになります。このため、測定リードではI×Rによる電圧降下が発生しません。したがって、未知の抵抗を流れるソース電流による電圧降下だけが測定できることになります。

2×4線式の抵抗測定方法

テクトロニクスDMMシリーズの特許スプリット・ターミナル・ジャックは、抵抗測定において2線式の利便性と、4線式の測定性能を両立しています。このジャックは、標準の4mmバナナ・プラグと互換性がありますが、内側は2つのコンタクト・ポイントに分かれています。一つはソース用、もう一つは測定用となっています。

独自に設計されたテスト・リードは、1本のリードに2本の導体が含まれており、同様に1本はソース用、もう1本は測定用となっています。1本のテスト・リードはジャック内の2個のコンタクト・ポイントとつながっており、リードの中を別々のソースと測定信号が流れます。

テスト・リードのもう一方の端はさまざまなクリップやプローブ・アクセサリを取り付けることができ、確実な接続による4線式測定を実現しています。接続のためのアクセサリには、以下のようなものがあります。

• テスト・プローブ
• ケルビン・クリップ
• ピンセット形

これらのアクセサリは、4線式の抵抗／電圧測定で使用できます。DMMシリーズの2×4線式測定により、正確な抵抗測定が簡単に行え、ケーブル構成が変更でき、数多くのケーブルで絡まることもありません。

抵抗測定に最適な製品

DMM6500型6.5桁グラフィカル・サンプリング・マルチメータ

DMM7510型

 

DMM7510型は、高確度／高分解能デジタル・マルチメータ（DMM）、グラフィック・タッチスクリーン・ディスプレイ、高速／高分解能デジタイザを備えた、高性能グラフィック・サンプリング・マルチメータです。 pAレベルの感度と1MS/sのサンプル・レートにより、超低電圧のスリープ・モード電流や、無線伝送デバイスのドレイン電流も測定できます。

2400シリーズ・グラフィカル・ソースメータ