今天我们来了解优利德出品的台式数字万用表UT805A+特有功能四线电阻测量模式。相信很多用户都用过万用表测量电阻，大多数万用表都是使用两线测量电阻的方法，即红黑两根表笔分别接入电阻两端引脚进行测量，而四线测量电阻是在电阻引脚两端分别接入两根导线，是一种电阻测量更为精准的方法。无论是二线还是四线测量，万用表测量电阻都是使用伏安法，给电阻两端输出恒电流，通过欧姆定律算出产生的电压，那四线电阻测量是如何实现更精准的测量呢？
1、二线测量电阻原理
二线测量电阻如图1所示，万用表输出恒电流I给电阻Rx两端，回路中还并了一个内阻很大的电压表，读取回路Rx两端的电压，所以导线既传输了电流，又传输了电压，即电流，电压同在一个回路。但是这种方法会衍生一个问题，所测的电阻其实是电阻Rx＋表笔电阻R1与R2，得出的电压也并非单纯的电阻Rx两端电压。
表达式为：R=Rx+R1+R2
U=IR
图1：二线测量电阻原理图
在表笔完全接触良好的情况下，根据导线的粗细以及长度，R1+R2可以很小（一般为1mΩ~100mΩ），测量电阻R为高阻时，几乎不影响精准度，可忽略不计，但是测量小电阻（＜10Ω）时，误差相对就非常大了。这时就要思考，如何测量小电阻时，避免导线电阻产生的误差呢？于是就有了四线测量电阻的方法。
2、四线测量电阻原理
四线测量电阻如图2所示，在电阻两端分别连接两根导线，万用表输出恒电流I给电阻Rx两端形成回路1，Rx两端产生的电压Ux通过另外两根导线引至万用表中的电压表形成了回路2。回路1作为电流供给，回路2作为高阻抗电压测量，与二线测量电阻不同的是，电流与电压不在同一个回路中。
回路1：
Rx与R2，R3是串联的关系。串联电路中，所有元件通过的电流都是恒流源输出的I，表达式：Ux=IRx，U2=IR2，U3=IR3；
回路2：
Rx与R1，R4也是串联的关系。串联电路中，总电压等于各个元件两端电压之和，表达式：U=Ux+U1+U4
图2：四线测量电阻原理图
精准测量电阻Rx的目标就是电压表可直接测出Ux,但是现在测出的是U。
U已经是非常接近Ux，因为在回路2中，电压表（MΩ级）的内阻是很大的，远远大于导线的电阻R1与R4 (mΩ级)，导致回路2中电流非常小，对应产生的电压U1，U4也很小。
在导线完全接触良好的情况下，R2和R3对测量结果没有影响，R1和R4对测量结果有影响，但影响很小。所以四线测量电阻可以很好的消除导线内阻对测量结果的影响，对小电阻测量精度更高。
3、数据支持
使用优利德的UT805A+台式数字万用表分别对阻值不同的电阻进行二线，四线电阻测量法进行对比测试，操作如图3，4，5所示。测量的电阻有0.1Ω，1Ω，10Ω，100Ω，1kΩ，10kΩ，100kΩ，1MΩ，可看下方数据表。为了对比测试的严谨性，我们使用高精度LCR来计量标称值。
总结：从数据可看出测量100Ω以下电阻，使用四线测量电阻与计量值偏差非常小，相对二线更加接近计量值。综上所述，当测量大电阻时，二线与四线测量电阻差别不大，当测量小电阻时，四线测量结果更精确。
4、测量电阻原理探究
上文讲了测量电阻的原理是万用表输出一个恒电流，同时内部测量电阻两端的电压，那恒电流是多大呢？测出的电压怎么转换为电阻显示？下面就以UT805A+为例一探到底！
图6：电阻档输出电流测量
如图6所示，当UT805A+电阻档量程为200Ω档位时，测量HI和LO端的电流为1mA。不同量程档位万用表输出的电流也不同，如表：
举例：当测量的电阻为10.0111kΩ时，输出的电流为100μA，根据欧姆定律得出电阻两端的电压为1.00111V，再进入ADC（2.5V基准）进行运算，数模转化后显示出约10.0111kΩ。
当然我们测量的电阻是未知的Rx，在自动量程模式下UT805A+的MCU就会根据逻辑选择合适的测量档位，例如它会先用中间档位量程20kΩ档位测量，测出判断是否在合理的量程范围[1.9kΩ，22kΩ]，如果测出的值，不在这个合理范围内，就切换档位量程进下一步测量，直至给电阻找到合适的量程测量，而且整个采样速率高达5000rdgs/s。
5、四线制测量应用
四线制测量电阻法常应用于电子行业中测量元器件：电阻，电感，电机，继电器，保险丝等，也用于测量电路板中的通孔，线阻等；对于导电材料，温度传感器等对内阻要求较高的应用场合，四线测量电阻法起了尤为重要的作用。
结语：
无论是二线还是四线测量电阻，都是会存在一定的误差，误差的大小取决于万用表内部电流源输出精度与电压表测量精度，以及环境温度与导线内阻等，再综合制定指标。二线法操作简单，四线操作相对繁琐，成本较高，但对于小电阻测量，四线测量电阻法表现得非常“优异”。UT805A+内置精密电流源与高精度电压表，精准快速的测量电阻，是一款显示分辨率高、多功能、高精度的台式数字万用表，广泛应用于科研教育、研究开发、检测维修、校准、自动化测试等。
