Técnicas precisas de medición de resistencia

Un método preciso común para la resistencia es la sonda de 4 puntos . El problema con una medición de resistencia estándar, utilizando 2 sondas, es que utiliza los mismos contactos para suministrar corriente y medir el voltaje. Esto significa que hay una caída de voltaje en las propias sondas (así como la resistencia de contacto, pero eso no se supera con un 4 puntos). Para solucionar esto, se utilizan 4 sondas: 2 de ellas suministran corriente, las otras dos miden el voltaje.

Esto generalmente se hace con costosos multímetros tipo banco, pero también se puede realizar con 2 multímetros decentes, una fuente de corriente y una calculadora de bolsillo. Use la fuente de corriente para disminuir el voltaje en la resistencia en cuestión y mida esta corriente con un metro. Tenga en cuenta que los medidores tienen una voltaje de carga , y con frecuencia no puede medir corrientes bajas con precisión (Dave Jones hace que uCurrent para combatir esto). Con el otro medidor mida la caída de voltaje a través de la resistencia. Calcule la resistencia con su calculadora con la Ley de Ohm: R = V / I. Este método estará limitado por el voltaje de carga de su medidor actual. Descubrirá que proporcionará medidas de resistencia ligeramente más bajas que si simplemente mide solo 1 metro.

La técnica de la sonda de 4 puntos se usa a menudo para caracterizar las obleas de Si, cuya resistividad varía de 10 ^ 12 a 10 ^ 18 Ωm!

Además de la respuesta de tyblu con respecto a la medición de 4 derivaciones, para obtener una buena precisión necesitará una excelente estabilidad / reproducción de la temperatura, ya que los coeficientes pueden variar de 5 a 250 ppm / K ^[1] , según la composición.

Además, con respecto a:

  

¿Puede distinguir de alguna manera entre una resistencia de un valor dado y resistencias de serie equivalentes? resistencias paralelas equivalentes?

Se podría considerar que las resistencias tienen millones (miles de millones, etc.) de resistencias diminutas en ellas, en una combinación de serie y paralelo. La definición de una "resistencia discreta" es bastante arbitraria, basada en las propiedades de mecánica , no eléctrica.

el uso de un puente de piedra de trigo podrá darle una precisión mucho mayor que las cuatro sondas de puntos. Es lo que se usa para instrumentar las galgas de tensión donde el cambio mecánico en la tensión y la tensión da como resultado un cambio muy bajo en la resistencia. La única forma de medir estos pequeños cambios en la resistencia es usar un puente de piedra de trigo.

• La precisión máxima de la medición de resistencia está limitada por el Estándar de resistencia basado en Quantum Hall (ahora aceptado internatiolally), que ahora es de aproximadamente 0.02 ppm (parte por millón) = 2/100 000 000; = 0.000002%.
• Los buenos laboratorios nacionales, por ejemplo NIST, miden las resistencias especiales (estabilidad) del cliente 1 Ohm y 10 kOhm a 0.05ppm (tengo uno, calibrado a 0.05ppm :-)). La estabilidad de los mejores resistores estándar primarios es de 0.05 ..0.2ppm / año, cuando se maneja adecuadamente (no se expone a temperaturas elevadas ni a choques térmicos / mecánicos). El precio de la resistencia / medida es del orden de 1.5k $. Para evitar la influencia de la temperatura, las resistencias de manganina se mantienen a un baño de temperatura de 25.00 ° C durante la medición.
• Los puentes de buena calidad y los mutímetros de 8,5 dígitos permiten la medición con una precisión de 3..15 ppm (limitada por la deriva con el tiempo 3..10 ppm / año). Pero permiten la comparación de resistencias con una incertidumbre de 0.1 ..0.5ppm. Por lo tanto, tener un buen estándar de resistencia permite una mejor precisión. Las resistencias secundarias estándar (p. Ej., El tipo Rosa (hecho de manganina), antiguas vendidas por alrededor de 80 $) tienen una deriva anual de 0.3 ... 3 ppm / año, TC -20 ... + 20 ppm / grado (según la temperatura). Los resistores hechos de Evanohm tienen un coeficiente de temperatura más bajo < 3 ppm, pero tienen un EMF más alto que el cobre.
• Los principales límites de precisión en las mediciones de resistencia se deben a la deriva de las resistencias con el tiempo, la temperatura y la humedad. Para resistencias de bajo valor (lt; 10 kOhm) se deben utilizar cuatro conexiones y métodos para evitar caídas de tensión en los cables de conexión. La medición de precisión de resistencias de alto valor (> 1MOhm) requiere circuitos de protección especiales para evitar fugas.