작성일 : 19-03-06 15:51
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글쓴이 :
(주)테스트론
조회 : 2,567
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4 단자 측정법 이란
4단자 저항 측정이란 휘스톤 Bridge를 이용한 저저항 정밀 측정을 말합니다.이 측정 방법은 어떤 센서에서 외부 물리량의 변화를 그에 비례한 저항으로 출력 할 경우휘트스톤 브리지를 이용해 센서의 저항을 정확히 측정 하기 위해 사용됩니다.센서의 저항을 측정하는 가장 단수한 방법은 2선식인데 센서의 출력이 너무 작을 경우그 센서에서 연장된 도선의 길이에 의해 영향을 받기도 합니다.센싱회로 자체는 정상이지만 외부에 센서 모듈을 붙일때 그 센서선의 길이가 오차의 원인이되어 버리는거지요.그래서 센서의 한쪽 끝에 센서선 외에도 한선을 더 추가 하여 그선의 저항을 측정하면센서까지의 선의 길이를 알수 있습니다. 그런데 이렇게 했을경우에도 또 문제가 있습니다. 센서에 사용하고 있는 두 가닥의 도선 길이가 다르거나 두 가닥 도선을 타고 들어오는 외래 노이즈가 있다면 3선식이라도 별 효과가 없다는것입니다. 그래서 센서의 양쪽에 결국 두선씩 해서 모두 4가닥의 도선을 하여 센서까지의 길이를 알기 위해 양쪽 도선 모두의 저항을 검사하게 됩니다.이 4가닥 식은 회로내부에서 정밀한 기준 저항을 사용하여 도선의 자체 저항으로 Whaetstone Bridge를 구성하여 차동 OP Amp를 이용하여 평형이 얼만큼 무너지는지 보면 센서의 정밀한 저항이 계측 될수 있습니다.이런 장점을 이용하기 위해 센서 소자 자체를 Whaetstone Bridge 로 구성 하여 대각의 꼭지점두개에는 센서의 전원을 인가하고 나머지 두 대각의 꼭지점에서 저항의 변화로 인한 전압을검출하여 사용하도록 된 저항 출력형 센서가 있는데 어느 한쪽의 저항의 값이 달라져도 휘트스톤 브리지의 균형이 깨어지기 때문에 안정하면서도 아주 정밀하게 센서의 저항값을 알수 있습니다.휘트스톤 브리지의 꼭지점이 모두 4개가 나오고 4개의 인출 단자가 필요하기 때문에이것를 흔히 4단자 저항 측정법이라고 말합니다.
S+
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|---A--+--C----I
| | I
(전원+ )--| G I---(전원-)
| | I
|---B--+--D----I
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S -
휘트스톤 브리지를 이용한 저항 계측을 간단히 설명하면그림에서 ABCD는 저항이고 G는 검류계 일경우 검류계가 0이 되는 조건은 A/C=B/D 입니다.즉 AD=BC 인 관계가 있으므로 BD가 측정용 기준 저항이고 A가 가변저항일경우 C가 만약 알수 없는 미지의 저항으로 변해서 평형이 깨어질경우 A를 가변시켜 평형을 맞춘 다음 A의 저항 값을 재어서 C=(AD)/B로서 C가 얼만큼 변했는지 알수 있게
됩니다.센서 앰프회로에서는 S1과 S2간 전압차를 차동앰프로서 검출하여 그 변한 저항을 알수 있게 됩니다.
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