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Know How

Vierleitertechnik

Das Bild zeigt einen Widerstand Rx und 2 Prüfsonden. Die Prüfsonden haben jeweils 2 Kontaktspitzen, die gegeneinander isoliert sind. Dadurch entstehen insgesamt 4 Anschlusspunkte am zu messenden Widerstand.

Bei der Vierleitermessung (auch Kelvinmessung genannt), wird der Übergangswiderstand an der Kontaktstelle zwischen Prüfspitze und Prüfling kompensiert. Dies geschieht dadurch, dass die Kontaktspitze mit 2 getrennten Kontakten den Prüfling berührt.

Dabei dient ein Kontakt zur Zuführung des Stroms in den Prüfling und der 2. Kontakt dient zum Angriff des Spannungsabfalls am Prüfling. Da der Kontaktwiderstand noch “hinter” dem Abgriff des Spannungsabfalls liegt, spielt er bei der Messung keine Rolle. Voraussetzung für die Messung des Spannungsabfalls ist ein hochohmiges Spannungsmessgerät. Dadurch ist der Kontaktwiderstand an der 2.Kontaktstelle im Vergleich zum Widerstand des Spannungsmessers prozentual gesehen völlig unbedeutend.

Diese Methode wird immer angewendet, wenn sehr kleine Widerstände gemessen werden. Dies trifft besonders bei der Schutzleiterprüfung oder der Messung niederohmige Wicklungswiderstände zu.

Falls es nur mit großem Aufwand möglich ist, die Kontaktierung des Prüflings in Vierleitertechnik durchzuführen, ist es immer noch sinnvoll, die Zuleitungskabel bis zum Prüfling in Vierleitertechnik auszuführen. Dadurch ist das Messergebnis von der Leitungslänge der Prüfschnüre und von unbestimmbaren Übergangswiderständen im Prüfgerät (wie z.B. Relais) unabhängig.

Das Schaltbild zeigt die einzelnen Widerstände der Ersatzschaltung. Die Widerstände 1 und 4 sind die Widerstände an den Kontaktstellen des Stromanschlüsse. Die Widerstände 2 und 3 sind die Kontaktwiderstände im Spannungsmesskreis. Man sieht deutlich, dass bei der Spannungsabfallmessung am Widerstand Rx, die Widerstände 1 und 4 keine Rolle spielen. Wie oben beschrieben, muss der Innenwiderstand des Spannungsmessers sehr hoch im Verhältnis zu den Widerständen 2 und 3 sein, damit kein Messfehler entsteht. Dies ist in der Praxis der Fall, da 2 und 3 meistens unter 1 Ohm sind. Der Innenwiderstand des Spannungsmessers ist in der Regel größer 1 MOhm.

Vierleitermatrix für die Widerstandsmessung

Zum Anklemmen des Prüflings in Vierleitermessung bietet SCHLEICH verschiedene Klemmen an.

  • Kelvin-Zangen in unterschiedlicher Größe

  • 4-Leiter-Prüfspitze

Die Vierleitermessung kann auch bei Testern mit einer Relaismatrix eingesetzt werden. In diesem Fall werden 4 Relais pro Anschlusspunkt am Prüfling benötigt. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass jeder Anschlusspunkt gegen jeden anderen Anschlusspunkt gemessen werden kann. Bei dieser Methode schalten das entsprechende Stromrelais und das Spannungsrelais (sense) gleichzeitig. Dies bedeutet, dass für die 4 Relais an einem Anschlusspunkt, nur 2 Ausgänge am Tester benötigt werden.

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