En ingeniería eléctrica , la detección de cuatro terminales ( detección 4T ), detección de 4 cables o método de sondas de 4 puntos es una técnica de medición de impedancia eléctrica que utiliza pares separados de electrodos de detección de voltaje y de conducción de corriente para realizar mediciones más precisas que la detección de dos terminales (2T), más simple y habitual. La detección de cuatro terminales se utiliza en algunos ohmímetros 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 de láminas delgadas (en particular, películas delgadas de semiconductores ). [1]
La separación de los electrodos de corriente y voltaje elimina la resistencia de contacto y de los conductores de la medición. Esto es una ventaja para la medición precisa de valores de resistencia bajos. Por ejemplo, un manual de instrucciones de un puente LCR recomienda la técnica de cuatro terminales para una medición precisa de la resistencia por debajo de los 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 cables se puede llamar 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 . Una pinza, a menudo una pinza de cocodrilo , que conecta un par de fuerza y detección (normalmente uno a cada mandíbula) se llama pinza Kelvin .
Cuando se utiliza una conexión Kelvin, la corriente se suministra a través de un par de conexiones de fuerza (conductores de corriente). Estos generan una caída de tensión a través de la impedancia que se va a medir según la ley de Ohm V = IR . Un par de conexiones de detección (conductores de tensión) se realizan inmediatamente adyacentes a la impedancia objetivo, de modo que no incluyan la caída de tensión en los conductores de fuerza o contactos. Dado que casi no fluye corriente al instrumento de medición, la caída de tensión en los conductores de detección es insignificante.
Es habitual disponer los cables de detección como par interior, mientras que los cables de fuerza son el par exterior. Si se intercambian las conexiones de fuerza y de detección, la precisión puede verse afectada, porque se incluye más resistencia del cable en la medición. Los cables de fuerza pueden tener que transportar una corriente grande cuando se miden resistencias muy pequeñas, y deben ser de un calibre adecuado; los cables de detección pueden ser de un calibre pequeño.
La técnica se utiliza comúnmente en fuentes de alimentación de bajo voltaje , donde se denomina teledetección , 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 de 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 el mismo que en el cable de carga, del mismo calibre y longitud. Esta técnica se usa 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 se encuentra 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 del conector 13, pero no hay conexión de detección para los cables de tierra.
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