En ingeniería eléctrica , el método de detección de cuatro terminales ( detección 4T ), detección de 4 cables o sondas de 4 puntos es una técnica de medición de impedancia eléctrica que utiliza pares separados de electrodos que transportan corriente y sensores de voltaje para realizar mediciones más precisas que las detección de dos terminales (2T) más simple y habitual. La detección de cuatro terminales se utiliza en algunos óhmetros y analizadores de impedancia , y en el cableado de galgas extensométricas y termómetros de resistencia . Las sondas de cuatro puntos también se utilizan para medir la resistencia laminar de películas delgadas (particularmente películas delgadas semiconductoras ). [1]
La separación de los electrodos de corriente y voltaje elimina la resistencia de los cables y los contactos de la medición. Esta es una ventaja para la medición precisa de valores de resistencia bajos. Por ejemplo, un manual de instrucciones del puente LCR recomienda la técnica de cuatro terminales para una medición precisa de la resistencia por debajo de 100 ohmios . [2]
La detección de cuatro terminales también se conoce como detección Kelvin , en honor a William Thomson, Lord Kelvin , quien inventó el puente Kelvin en 1861 para medir resistencias muy bajas utilizando la detección de cuatro terminales. Cada conexión de dos hilos puede denominarse conexión Kelvin . Un par de contactos que está diseñado para conectar un par de fuerza y detección a un solo terminal o cable simultáneamente se llama contacto Kelvin . Un clip, a menudo un clip de cocodrilo , que conecta un par de fuerza y sentido (normalmente uno a cada mandíbula) se llama clip Kelvin .
Cuando se utiliza una conexión Kelvin, la corriente se suministra a través de un par de conexiones de fuerza (cables de corriente). Estos generan una caída de voltaje a través de la impedancia a medir según la ley de Ohm V = IR . Se hace un par de conexiones de detección (cables de voltaje) inmediatamente adyacentes a la impedancia objetivo, de modo que no incluyan la caída de voltaje en los cables o contactos de fuerza. Dado que casi no fluye corriente hacia el instrumento de medición, la caída de tensión en los cables de detección es insignificante.
Es habitual disponer los cables de detección como el par interior, mientras que los cables de fuerza son el par exterior. Si se intercambian las conexiones de fuerza y detección, la precisión puede verse afectada, porque se incluye más resistencia del cable en la medición. Es posible que los cables de fuerza deban transportar una gran corriente cuando se miden resistencias muy pequeñas y deben ser de calibre adecuado; los cables de detección pueden ser de pequeño calibre.
La técnica se utiliza comúnmente en fuentes de alimentación de bajo voltaje , donde se denomina detección remota , para medir el voltaje entregado a la carga independientemente de la caída de voltaje en los cables de suministro.
Es común proporcionar conexiones de 4 cables a resistencias en derivación de detección de corriente de baja resistencia que funcionan a alta corriente.
Una variante utiliza tres cables, con cables de carga y detección separados en un extremo y un cable común en el otro. La caída de voltaje en el cable común se compensa asumiendo que es la misma que en el cable de carga, del mismo calibre y longitud. Esta técnica se utiliza ampliamente en termómetros de resistencia , también conocidos como detectores de temperatura de resistencia o RTD. No es tan preciso como la detección de 4 cables, pero puede eliminar la mayor parte del error causado por la resistencia del cable y es lo suficientemente preciso para la mayoría de las aplicaciones.
Otro ejemplo está en el estándar de fuente de alimentación ATX , que incluye un cable de detección remota conectado a la línea de suministro de 3,3 V en el pin 13 del conector, pero no hay conexión de detección para los cables de tierra.
Medios relacionados con la detección de cuatro terminales en Wikimedia Commons