直流四端子法について

質問

数[Ｋ]の環境での抵抗の抵抗値を測定したいと考えているのですが、
その様な場合、直流四端子法を用いるとの記述を見ました。
この直流四端子法について簡単に教えていただけますか。または
何か文献を薦めてくださっても結構です。
また、他にも何か有効な測定方法があれば教えてください。

よろしくお願いします。

回答No.1

noname#1457 · ベストアンサー

簡単に言えば
２端子測定・・普及型
４端子測定・・高分解能型

です、２端子の弊害は、測定ケーブルの抵抗成分まで測定してしまう事です
通常，この分をキャンセルする機能がついているものもあります。
つまり、測定する抵抗値が小さいほど、４端子が向いていると言う事です。

図に書くとわかりやすいんですが

４端子測定は
被測定物 Rxにたいして
電流端子 電圧端子を別々に設けます

この電流端子Ｉ１とＩ２の間に測定電流を流し、ＲＸの両端の電圧を Ａ－Ｄ変換します。

この時、Ａ－Ｄのインピーダンスが十分大きいのでケーブルの抵抗値の影響を受けずにすむわけです。

ちなみに、直流と交流測定の違いですが
通常は直流測定ですがたとえば、電池のような物のばあい交流測定を使用します。

お礼

ありがとうございます。
温度というより、測定抵抗の抵抗値の話なのですね。
よくわかりました。

回答No.2

vortexcore

konojiさんの回答と同じですが、2端子法の問題は、電極での接触抵抗や配線の抵抗による電圧効果が測定される電圧に入ってしまうことです。4端子法では電圧測定用の端子を電流端子の内側に別に設けます。この場合、AD（電圧計）の入力抵抗が試料の抵抗に比べて十分に大きければ、電圧測定回路に流れる電流は無視でき、また電圧計の入力抵抗が、接触抵抗や配線の抵抗に比べて十分大きければ、接触抵抗や配線の抵抗による電圧効果が無視できます。

低温（高温も）での測定では、抵抗による電圧降下以外に測定回路内に発生する熱起電力の影響が大きい場合が多いので、電流を反転させて電流方向に依存する抵抗成分のみを抽出するのが普通です。

また、低温で低抵抗を測定する場合、大電流を流すと自己発熱のため正しい結果が得られなくなりますので、その場合は交流を用いた方が高感度な測定が出来ます。

低温での抵抗測定技術は、電極作製の技術等を含めて

丸善実験物理学講座11　「輸送現象測定」　小林俊一・大塚洋一編　（丸善）
実験物理科学シリーズ3　「高温超伝導体とエキゾチック超伝導体」　田沼静一・家泰弘編　（共立出版）

に詳しく出ています。

補足

ありがとうございます。
今回の測定では必要ないようですが、紹介していただいた
文献を探して見ます。