低電阻測量的必要性

隨著電動汽車（EV）和混合動力汽車（HEV）的普及，大電流的系統日益增多。母線排或連接點等電流路徑中的微小電阻，會直接導致系統效率下降和過熱風險。為解決此類問題，高精度低電阻測量至關重要。

HIOKI 日置的電阻計 RM3545A、RM3546 以 1 nΩ 的分辨率精準測量微電阻值。通過優化探針技術，提供可靠性高的數據以助力客戶提升產品質量。本文將結合實例分析作為低電阻測量成功關鍵的探針技術要點。

低電阻測量的基本：四端子測量

日置的電阻計RM 系列采用恒流測量方式：通過SOURCE（電流施加線）向被測物（DUT）施加恒定電流（I），再通過SENSE（電壓檢測線）檢測電壓（V），最終依據歐姆定律（R=V/I）計算電阻值。4 端子測量（開爾文測量法）通過分離電流施加路徑與電壓檢測路徑，可消除回路電阻（配線電阻+ 接觸電阻）的影響，從而在低電阻測量中提供可靠性高的結果。相關內容請同步參考《電阻測量指南》第8-9 頁。

下文將基于4 端子測量，詳細解析探針技術的要點。

探針技術對測量的影響

在低電阻測量中，探針技術對測量結果影響顯著，測量誤差的主要來源為理想的電流通過方式（均勻電流密度）與實測時電流通過方式（非均勻電流密度）的差異。

本文以芯片電阻器（貼片電阻器）和金屬圓棒為例，詳細探討理想狀態與實測狀態下電流通過方式特性及其對測量值的影響。

理想狀態下的電流通過方式

芯片電阻器需安裝于基板使用，其參數值為基板安裝狀態下的電阻值。如圖2 所示，在基板安裝狀態下，電流在電阻器的電阻分量中均勻流動。例如，在電流均勻流動狀態下檢測電極兩端產生的電位差（即圖中等電位線的數量），通過歐姆定律即可測得接近參數值的電阻值。

金屬圓棒的理論電阻值R 可通過公式 R=ρ×A/L 計算得出（其中 ρ 為電阻率，L 為長度，A 為橫截面積）。該理論值基于電流在圓棒內部均勻通過方式的前提條件。

實測狀態下電流通過方式

圖3 展示了低電阻芯片電阻器、高電阻芯片電阻器及金屬圓棒在實測狀態下的內部電流通過方式特性。低電阻芯片電阻器與金屬圓棒在測量時呈現非均勻電流通過方式。與基板安裝時的均勻電流通過方式不同，高電阻芯片電阻器在測量時，因電極- 電阻分量間的電阻值差異，電流會優先擴散通過方式，從而實現與基板安裝狀態相似的均勻電流通過方式。測量金屬圓棒時，電流從探針接觸點呈放射狀擴散，呈現與理論狀態不同的非均勻通過方式特性。

這些電流通過方式差異將直接影響測量值，具體分析將在下節詳述。