Mesurer les faibles résistances des connecteurs : rôles de la mesure à quatre fils, du circuit sec et de la compensation d’offset

Repérer d’abord la résistance à mesurer

Le courant part de Force HI, traverse le montage d’essai, le fil et la connexion à mesurer, puis revient à Force LO. Avec deux fils, la tension est aussi mesurée sur ce trajet : la lecture comprend les résistances des fils et connexions du trajet de courant. La mesure à quatre fils utilise Sense HI et Sense LO séparément pour relever la tension entre deux points. Le courant très faible aux bornes Sense rend généralement négligeable la chute dans leurs fils. Keysight décrit séparément l’injection de courant et la mesure de tension.[1]

L’emplacement des connexions Sense est déterminant. Placées aux extrémités extérieures de deux longueurs de fil, elles mesurent encore la somme des fils, des terminaisons et du contact accouplé. Pour mesurer ce dernier, la délimitation doit correspondre aux points de la spécification produit. Pour mesurer le trajet complet d’une terminaison, conservez ce trajet et nommez-le ainsi, sans l’appeler un seul point de contact.

Le schéma se représente ainsi :

1. Force HI→
2. Montage d’essai→
3. A↑ Sense HI→
4. Fil / terminaison / contact accouplé→
5. B↑ Sense LO→
6. Montage d’essai→
7. Force LO

Ce schéma délimite la mesure. Le contenu entre A et B dépend des points réels. Le montage à quatre fils exclut généralement les chutes des fils de courant extérieurs à A et B. Il n’exclut pas automatiquement un fil ou une autre connexion à l’intérieur de cette zone.

Un exemple produit montre pourquoi les points ne sont pas universels : la spécification TE AMP MONO-SHAPE 108-20065-1 Rev. C3 distingue fil–fente IDC, contact–TAB et connexion complète. La section 5.1.1 et la figure 2 prescrivent les points du trajet IDC et les conditions 20 mV / 20 mA.[2] Ces emplacements et valeurs concernent uniquement les éléments de cette spécification ; ils ne constituent pas des limites par défaut pour d’autres connecteurs.

Avant la comparaison, les deux parties doivent donc utiliser le même schéma, le même trajet et la même révision de spécification. Deux instruments affichant « quatre fils » ne suffisent pas à rendre les résultats comparables.

Séparer les trois paramètres

Le câblage à quatre fils et le circuit sec décrivent deux dimensions distinctes. Un instrument à quatre fils peut appliquer une tension à vide plus élevée sur une certaine gamme. Un réglage limitant l’excitation peut encore mesurer avec deux fils. Consignez séparément câblage, courant de la gamme choisie, limite de tension source et méthode de compensation.

Le livre blanc Keithley explique le circuit sec : une excitation plus forte peut modifier la surface du contact et l’état que l’on voulait observer. Il donne des conditions courantes de tension à vide au plus 20 mV et courant de court-circuit au plus 100 mA. Il recommande de relever le circuit sec avant d’autres essais électriques pouvant modifier le contact.[3] Il s’agit du contexte de la méthode. Une spécification produit peut imposer un courant inférieur ou son propre ordre d’essais ; les 20 mA de l’exemple TE sont propres à l’élément concerné.

Vérifiez ici les conditions à vide et de limitation du courant. Une petite chute sur une connexion normale ne prouve pas que le réglage respecte le circuit sec. Consultez le manuel et la méthode produit pour les conditions lors des changements de gamme, de l’ouverture et de la fermeture du contact. Si ces fonctions restent non confirmées, suspendez cette comparaison et gardez les champs correspondants signalés comme tels.

Un milliohm d’écart malgré quatre fils : vérifier l’offset en microvolts

La tension créée par le courant dans une faible résistance est déjà petite. Voici un calcul fictif, sans essai physique. Supposons 10 mΩ et un courant positif de 10 mA : la chute résistive est 100 μV. Avec un offset stable supplémentaire de +10 μV dans le circuit Sense, la lecture unique est 110 μV. La division directe donne 11 mΩ, soit 1 mΩ de plus que la valeur supposée.

Les quatre fils n’ont pas supprimé cet offset. La section 3.3.2 de la septième édition du manuel Keithley présente inversion de polarité et compensation. Leur réussite exige notamment une stabilité suffisante de l’offset pendant les deux lectures.[4] Avec un système apte aux courants positifs et négatifs et adapté au composant, gardez la polarité Sense et inversez le courant :

Pour des courants opposés de même amplitude :

R = (V+ − V−) / (2I) = (110 − (−90)) μV / 20 mA = 10 mΩ

E = (V+ + V−) / 2 = 10 μV

Conservez les signes dans la soustraction. Ne prenez pas d’abord la valeur absolue de −90 μV et ne gardez pas seulement la résistance finale en supprimant les deux tensions brutes. Si les courants réels ont des amplitudes différentes, utilisez les valeurs mesurées signées en supposant une résistance linéaire et un offset stable :

R = (V+ − V−) / (I+ − I−)

Ce calcul résout deux équations V = IR + E. Le fichier utilise cette formule générale sans confondre courant réglé et courant mesuré. Des entrées en μV et mA donnent une résistance en mΩ.

Les deux points seuls ne valident pas les hypothèses. Si l’offset est 10 μV à la lecture directe puis dérive à 14 μV à la lecture inverse, les tensions du même exemple deviennent +110 et −86 μV. Le résultat calculé est 9.8 mΩ. Les valeurs brutes, les heures d’échantillonnage et les paires répétées aident à révéler la dérive. Une moyenne de valeurs suspectes ne prouve pas la disparition de l’erreur.

Si le système n’inverse pas le courant, vérifiez la compensation « courant appliqué / courant nul » disponible sur l’instrument. Le document BenchVue à quatre fils la nomme Offset Compensation.[5] Utilisez le mode et le câblage du manuel du modèle actuel. Le nom d’une fonction dans le logiciel ne prouve pas son utilisation possible pour une gamme et un composant donnés.

Choisir la suite selon le comportement des lectures

Ce tableau donne un ordre de recherche. Il ne diagnostique directement ni oxydation, ni mauvais contact, ni défaut d’instrument. Ne concluez à une cause qu’avec les preuves correspondantes.

Commencer l’évaluation avec un périmètre défini

Isolez d’abord l’échantillon de toute alimentation externe, utilisez un système adapté et suivez la méthode produit actuelle. Cette note traite des lectures statiques de faible résistance. Pour les systèmes sous tension ou d’autres essais spécialisés, utilisez la procédure prescrite.

1. Définir la comparaison. Notez référence produit, révision, état de l’échantillon et schéma A/B. Précisez trajet complet, terminaison ou contact accouplé ; tous utilisent la même délimitation.
2. Vérifier les fonctions. Relevez câblage quatre fils et courant de gamme dans le manuel du modèle. Obtenez aussi limites source, compensation et réglages de stabilisation ou d’échantillonnage. Complétez les informations manquantes avant de poursuivre ; les chiffres affichés ne les remplacent pas.
3. Ordonner les essais. Distinguez selon la spécification les lectures initiales, après traitement mécanique ou environnemental et à excitation supérieure. Identifiez l’historique réel de chaque groupe. Nombre d’échantillons, limites et sollicitations viennent de la spécification ; cette note ne donne aucun seuil universel d’acceptation.
4. Vérifier la chaîne avant les échantillons. Utilisez une résistance de référence adaptée à la gamme, dont la valeur et l’incertitude sont traçables. Notez conditions de référence et résultat. Cela vérifie la chaîne sans établir l’acceptation du connecteur. Conservez ensuite courants et tensions bruts signés, heures et schéma de l’échantillon.
5. Séparer répétabilité et reconnexion. Observez la connexion intacte avant la reconnexion prévue. En cas de dérive, limitation source active, points incohérents ou conditions hors spécification, gardez les anomalies et suspendez la comparaison concernée. Ne multipliez pas les accouplements pour chercher une lecture plus basse.

La préparation est achevée lorsqu’un autre ingénieur peut reconstruire trajet, excitation, compensation et historique, puis expliquer le calcul final. Décidez de l’acceptation selon la même spécification et l’incertitude requise. Sans ces éléments, la conclusion reste une préparation de mesure ou une évaluation de méthode.

Fichiers de relevé et de calcul

Le CSV vierge conserve échantillon, révision et référence du schéma. Il conserve aussi méthode, gamme et limites source. L’historique et les deux lectures signées restent dans le relevé. Le CSV de démonstration reprend les valeurs fictives et la dérive ; ce ne sont ni données d’essai ni échantillons d’acceptation. Le script calcule seulement résistance et offset de chaque paire. Il garde les mesures manquantes vides, rejette polarités invalides et valeurs non finies, sans résultat « conforme ».

Exécutez python kelvin_pair_calc.py demo-readings.csv result.csv ou calculez à la main. Avant d’utiliser des résultats réels du modèle rempli, confirmez que stabilité d’offset et linéarité conviennent. Le fichier ne commande aucun instrument et ne valide ni circuit sec, ni état mécanique, ni spécification produit.

Pour le courant assigné et l’échauffement, consultez Déclassement du courant des connecteurs : des spécifications aux conditions d’évaluation de l’équipement. Faible résistance et échauffement sous charge sont deux preuves différentes. Pour distinguer maintien du boîtier, maintien des contacts et interface de contact, lisez Verrouillage des connecteurs : que vérifier sur le boîtier, les contacts et leur interface dans la même rubrique.

Sources et conditions d’utilisation

Sources consultées le 10 octobre 2026. Cet article présente une revue de documentation technique et des méthodes de mesure assistée par IA. Schéma et chiffres sont fictifs ; aucun essai physique MTTJ n’a été réalisé.

• [1] Keysight : How to Measure Resistance Using Four-Wire Measurement. Explique les deux trajets, sans établir la capacité de circuit sec d’un modèle.
• [2] TE : AMP MONO-SHAPE Product Specification, 108-20065-1 Rev. C3, sections 4 et 5.1.1, figure 2. Texte public utilisé pour vérifier groupes, points et 20 mV / 20 mA. Les critères de ces éléments ne s’appliquent pas à d’autres produits.
• [3] Keithley / Tektronix : Accurate Low-Resistance Measurements Start with Identifying Sources of Error, Contact Resistance Measurements. Contexte du circuit sec et ordre des essais.
• [4] Keithley : Low Level Measurements Handbook, septième édition, 3.3.1–3.3.5. Limites de mesure, compensation, non-linéarité et auto-échauffement. L’article se rattache à cette édition lisible ; les titres de pages d’autres éditions ne sont pas des révisions vérifiées.
• [5] Keysight BenchVue : Resistance (4-Wire). Réglages et sens d’Offset Compensation ; vérifier les fonctions effectives dans le manuel de l’instrument utilisé.

Après tout changement de spécification, manuel, points ou historique, recommencez les comparaisons concernées. Un changement de gamme exige aussi de revérifier l’excitation plutôt que reprendre les anciennes conditions.