四探针原理：两探针与四探针方法比较

电阻的测量手段丰富多样，其中两探针法和四探针法尤为常见。接下来，我们深入剖析这两种方法间的区别，并探讨为何四探针法更具优越性。

两探针法，亦称欧姆表法，是一种构造简单的电阻率测量技术。其工作原理大致为：两探针连接恒流源与电压表，恒流源提供稳定电流，电压表则测量两探针间的电压，进而利用欧姆定律计算出电阻值。这种方法在测量大电阻或对精度要求不高的场合中较为适用，原因在于其附加电阻如导线、探针及接触电阻等通常处于欧姆量级，对大电阻测量影响较小。然而，对于小电阻尤其是半导体电阻的测量，两探针法就显得力不从心，因为附加电阻可能接近甚至超过被测样品的电阻值，从而引入显著的测量误差。此外，两探针法的一个显著缺点是电流源和电压表共用探针，导致探针需承受较大电流，从而引发不可避免的电压降。

为克服两探针法的种种不足，开尔文男爵（William Thomson, 1st Baron Kelvin）发明了四探针法，亦称作开尔文探针法或四端法。这种方法广泛应用于金属、半导体等低电阻率材料的电阻率、电导率等参数的测量。四探针法的工作原理是通过四个等间距排列的探针进行操作，其中外侧两个探针负责传输电流，内侧两个探针则负责测量电压。恒流源将电流输入到外侧探针，形成电流回路，而内侧探针则连接电压表测量电压。由于电流激励和电压测量使用不同的探针对，因此可以避免导线电阻、探针电阻以及接触电阻对测量结果的干扰。此外，由于电压表内阻极高，流经内侧探针的电流几乎为零，从而极大地减少了电压降的影响。因此，相较于两探针法，四探针法具有更高的测量精度和更广泛的适用范围。