低抵抗の測定方法と取扱い注意事項

1.　抵抗測定の原理　-オームの法則-

抵抗の測定には、一般的にデジタルマルチメータが使用されますが、デジタルマルチメータ
は“抵抗値そのものを測定”しているわけではありません。

例えば図1において、抵抗Rに電流Iが流れたとき、抵抗の両端には電圧Vが発生します。
（Vは電圧降下と呼ばれます。）　この時、R, I, Vの間にはオームの法則によりV＝I×Rと
いう関係が成り立ちます。従って、抵抗Rが未知であってもIとVが分かれば、オームの法則
を変形しR＝V/IとすることでRを知ることができます。

デジタルマルチメータはこの抵抗測定原理を利用しています。未知の抵抗に、既知の電流
を流して電圧降下を測定することで抵抗値を算出しているのです。

　オームの法則　V＝I×R

　　　　図1 抵抗測定の概念

2.　測定方法　-2端子法と4端子法-

抵抗測定の接続方法は2端子法と4端子法が一般的ですが、特に低抵抗を正確に測定
するには4端子法を用いる必要があります。2端子法では図2に示すように抵抗器(Rx)
と測定器は測定ケーブルで接続されます。ケーブルにも抵抗値(RL)がありますので
このRLが測定誤差要因になります。

一方、4端子法は図3に示すように抵抗器(Rx)と測定器を4本のケーブルで接続します。
電圧計の内部抵抗が極めて高いため、電流源（I）から出た電流は電圧計（V)に分流
せずRxを流れるので結果としてケーブルの抵抗値RLは無視できます。

　　　図2　2端子法　　　　　　　　　　　　図3　4端子法

補足説明　「4端子測定はなぜケーブルの抵抗値RLが無視できるのか？」

(1)通常、マルチメータなどの測定電流源（I）は定電流なので電流ケーブルのRLが
　いくつであっても既定の電流を流すことができる。

(2)電圧計（V)は上記説明の通り内部抵抗が大きいため測定電流源から出た電流が
　電圧計に流れることはない。そのため測定電流は全てRxに流れ、電圧計ケーブルの
　RLに関係なく正確にRxの両端電圧を測定することができる。

(3)以上より、4端子法においては電流源、電圧計のケーブルRLは無視することができる。

3.　4端子法の正しい測定方法

低抵抗は4端子法で測定する必要があることは先に述べました。ここで重要なのは、
4端子測定は測定物の接触部分まで4端子で接触する必要があるということです。(図4)

図5のように測定するとプローブの抵抗と、プローブと測定物との接触抵抗も含めて測定
してしまいます。接触抵抗は金属同士でも数mΩ～数十mΩになることもありますので、
低抵抗の測定には特に注意が必要です。

　　図4　正しい4端子測定　　　　　　　　図5　間違った4端子測定

4. リード付き抵抗器における測定誤差要因

4.1 測定位置による影響
リード線の抵抗値はゼロではなく表1に示すような抵抗値を持ちます。図6のように測定
間隔の違いにより測定誤差が生じることがありますので抵抗値測定および回路設計の
際はこれらの誤差要因が悪影響を与えないよう注意が必要です。

メーカーによって測定点が定義されている場合がありますのでトラブルを未然に防止する
ために、カタログまたはメーカーに問い合わせて確認してください。

　　　　　　　　表1　リード線（軟銅線）の抵抗値

　　　　図6　測定位置による誤差要因

4.2 測定クリップによる影響
測定クリップに幅がある場合（図7）、測定値にはその幅分の不確かさを含むことになります。
できるだけ点接触になるような治具を使用するのが理想的です。

　　　　　　　　　　　図7　クリップによる誤差要因

5. チップ抵抗器における測定誤差要因

5.1 測定位置による誤差
チップ抵抗の端子にプローブを当てる位置により同じ試料でも測定値に誤差が生じます。
これは測定位置により電流経路の長さ分の抵抗値が誤差要因となるためです。
メーカーによって測定点が決められている場合がありますのでトラブルを未然に防止する
ために、カタログまたはメーカーに問い合わせて確認してください。