Nguyên lý : Điện trở của mẫu được xác định thông qua việc so sánh hiệu điện
thế giữa 2 điểm của mẫu với hiệu điện thế giữa 2 đầu điện trở chuẩn.
Sơ đồ chi tiết hệ đo được mô tả trên hình 2.8. Bốn mũi dò có cấu trúc đặc biệt được mạ vàng và được đặt thẳng hàng trên bề mặt mẫu. Nguồn dòng từ ắc quy qua điện trở chuẩn RF rồi chạy qua các mũi dò 1 và 4. Tín hiệu thế lấy ra từ hai đầu 2 và 3
được đưa vào kênh 102 của Keithley. Tín hiệu thế từ hai đầu điện trở chuẩn được đưa vào kênh 101 của Keithley. Một cặp nhiệt điện được gắn vào mẫu để xác định nhiệt độ của mẫu thông qua hiệu điện thế giữa hai đầu cặp nhiệt điện. Thông thường điểm chuẩn của cặp nhiệt điện được lấy là nhiệt độ của nitơ lỏng (77K) hoặc nhiệt độ phòng.
Mẫu đo được gắn vào đế mẫu và được đặt vào một buồng chân không. Toàn bộ buồng mẫu được nhúng Nitơ lỏng để hạ nhiệt độ. Một lò điện được cuốn trên đế mẫu để nâng nhiệt độ của mẫu khi đo theo chiều tăng nhiệt độ.
Những số liệu từ Keithley được số hoá rồi gửi sang máy tính qua Card IEEE- 488. Máy tính với chương trình lập sẵn sẽ tự động ghi nhận, sử lý số liệu và vẽ đồ thị phụ thuộc vào nhiệt độ của điện trở. Điện trở mẫu xác định bằng công thức:
F F R V V R 23 (2.12)
Trong đó R, là điện trở của mẫu và RF là điện trở chuẩn, V23 là hiệu điện thế giữa hai điểm 2 và 3 và VF là hiệu điện thế trên 2 đầu của điện trở chuẩn.
Sử dụng điện trở chuẩn RF, có thể cho phép đo được các mẫu có điện trở rất lớn.