雙極板碳?xì)纸佑|電阻測試儀 

雙極板碳?xì)纸佑|電阻測試儀

選擇儀器的關(guān)鍵考慮因素?

?測量對象：? 是半導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)（需 TLM/CBKR）還是宏觀連接器/觸點（測 Rc）？

?目標(biāo)參數(shù)：? 主要報告接觸電阻（Rc）還是必須獲得接觸電阻率（ρc）？

?精度要求：? 需要 nV/μΩ 級分辨率？測量不確定度要求？

?電流范圍：? 典型測試電流大小（避免發(fā)熱影響測量）。

?壓力控制：? 所需壓力范圍、精度及控制方式（手動/自動）。

?符合標(biāo)準(zhǔn)：? 是否需要遵循特定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如 EIA-364, MIL-STD， JESD）？

?自動化程度：? 手動單次測量 vs 自動多點/壓力掃描？

原理：?

?核心：開爾文四線法（四端子法）?：

一對電極（C1， C2）施加恒定電流（I）。

另一對電極（P1， P2）位于接觸界面附近測量電壓降（V）。

?接觸電阻 Rc = V / I? （消除了引線電阻和部分體電阻）。

?專用夾具：? 精確控制接觸壓力（通過砝碼、氣動、伺服電機），穩(wěn)定固定樣品。

?微電流/電壓測量：? 使用精密源表（SMU）或微歐計提供穩(wěn)定電流（通常幾mA~幾A），測量 μV 級電壓。

?接觸電阻率（ρc）估算難點：?

?有效接觸面積（A）未知：? 宏觀接觸是多個微觀接觸點的集合，真實 A 遠(yuǎn)小于表觀面積。

特點：? 適用于快速、無損檢測均勻?qū)w薄膜或箔材（如金屬）。對碳素薄膜應(yīng)用有限，精度通常不如接觸法。

代表品牌：? 通常作為專用設(shè)備或集成到生產(chǎn)線中。

選擇建議

明確首要需求：?

樣品形態(tài)？? (塊、片、膜、粉、纖)

預(yù)期電阻率范圍？?

精度要求？? (研發(fā)高精度 vs 工業(yè)現(xiàn)場控制)

是否需溫控？?

是否需符合特定標(biāo)準(zhǔn)？? (如GB/T 24525, ASTM C611)

預(yù)算范圍？?

優(yōu)先考慮：?

塊體/板材碳素材料：? ?專用四探針電阻率測試儀? 通常是? 佳選擇?，操作便捷，符合主流標(biāo)準(zhǔn)，精度有保障。

薄膜/涂層：? ?四探針法（尤其范德堡法）? 或?qū)Ｓ帽∧る娮铚y試夾具配合源表。

粉末/纖維/復(fù)合材料：? 可能需要定制夾具，結(jié)合 ?源表 + 定制夾具? 或?qū)Ｓ脺y試系統(tǒng)靈活性更高；粉末需壓片后按塊體測量。

高精度、多場景研發(fā)：? ?源表 (SMU)? 是強大而靈活的選擇。

工業(yè)現(xiàn)場快速抽檢：? 專用、堅固、操作簡單的四探針儀或兩電極儀。

考察關(guān)鍵參數(shù)：? 電流/電壓量程與分辨率、精度、電阻率計算功能、夾具兼容性、軟件功能、符合標(biāo)準(zhǔn)情況。

四探針法：?

 主流、 推薦的碳素材料塊體/薄膜測試方法。?

優(yōu)點：? 有效消除接觸電阻和引線電阻的影響，測量精度高，尤其適合中等電阻率材料（碳素材料大多在此范圍）。

缺點：? 需要樣品表面平整，探針間距需精確（或已知），邊緣效應(yīng)需修正（尤其是小樣品）。

類型：? 直線四探針（ 常用）、方形四探針（范德堡法，適合不規(guī)則薄片）。

兩電極法 + 四線制：?

在樣品兩端施加電流電極，在更內(nèi)側(cè)測量電壓電極。

優(yōu)點：? 接線相對簡單，可通過四線制消除引線電阻影響。

缺點：? 電流分布不如四探針均勻，接觸電阻仍可能對電壓測量點有影響（盡管四線制已大幅降低），精度通常低于四探針法。適用于電阻率較高或較低，或形狀受限的樣品。

非接觸法（渦流法）：?

優(yōu)點：? 完全無損，無需接觸樣品，速度快，適合在線或快速篩查。

缺點：? 測量精度通常低于接觸法（尤其對薄層或復(fù)雜形狀），需要校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品，測量的是“等效電阻率”，受材料磁導(dǎo)率、厚度、表面狀況影響較大。更適合均勻?qū)w（如金屬箔）。

阻抗分析法：?

施加交流信號，測量復(fù)數(shù)阻抗。

優(yōu)點：? 可以區(qū)分材料的電阻分量和電容/電感分量（對某些復(fù)合碳材料有用），可選擇合適頻率避免極化效應(yīng)。

缺點：? 儀器更復(fù)雜，數(shù)據(jù)分析更復(fù)雜，主要用于研究而非單純電阻率測量。

材料形態(tài)與樣品類型：?

塊體/板材/棒材：?  常用。通常采用?四探針法?或?兩電極法（結(jié)合四線制測量）?。

薄膜/涂層：? 常用?四探針法?（尤其范德堡法對不規(guī)則形狀友好）、?非接觸渦流法?（無損）、或?qū)Ｓ帽∧る娮铚y試夾具。

粉末/顆粒：? 需壓制成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的片狀或棒狀樣品，再用塊體方法測量。需考慮壓制密度對電阻率的影響。

纖維/絲束：? 需專用夾具夾持，常用?兩電極法（四線制）? 或改進的四探針法。

復(fù)合材料：? 取決于基體和增強相的性質(zhì)、分布。方法選擇需謹(jǐn)慎，可能需結(jié)合多種方法或定制夾具。

測試電壓范圍?

依據(jù)被測設(shè)備工作電壓選擇：

≤50V：選100-250V檔位3；

100-380V：需500V檔位3；

500V：推薦1000-5000V高壓檔（如電力變壓器用2500V/5000V）。

高壓設(shè)備（如輸電線路）需支持2500V–10000V量程， 高覆蓋400GΩ絕緣電阻。

量程與精度

電阻范圍：

通用型：100kΩ–99GΩ（支持多檔編程）；

電力設(shè)備：大型變壓器需?100μΩ–100kΩ?（兼顧繞組低阻與絕緣高阻）。

精度要求?：基礎(chǔ)精度≥±0.2%，分辨率需達(dá)0.1μΩ（低阻測量）。

高溫塑料薄膜電阻率測定儀

首先和提到儀器的工作溫度范圍通常是0-40℃，但用戶要的是高溫測定儀。儀器標(biāo)注了"高低溫"測試能力，雖然具體溫度值沒寫，但既然能叫高低溫測試儀，應(yīng)該能滿足基本高溫需求。

技術(shù)參數(shù)方面，這些儀器共性很強：電阻測量范圍都在10^4到10^18歐姆（見），測試電壓標(biāo)配多檔位（10V-1000V可調(diào)），精度普遍在1%-5%之間。特別注意到的BEST-212型用了觸摸屏，操作可能更便捷。

修正與擴展

非理想樣品修正?：對有限厚度或尺寸樣品需引入修正系數(shù)B，公式調(diào)整為：

      2πsV

ρ=B? ----

        I

其中B與樣品幾何形狀相關(guān)。

探針排列變體?：除直線排列外，正方形或矩形排列適用于細(xì)條狀樣品，通過調(diào)整間距計算修正系數(shù)。

基本原理

探針排布與電流注入

四根探針（通常為鎢絲或碳化鎢材質(zhì)）以等間距直線排列，外側(cè)兩探針（1、4號）通入恒定電流I，內(nèi)側(cè)兩探針（2、3號）測量電壓降V。

電流源范圍通常為1μA~100mA，電壓表精度可達(dá)±0.1%。

探針間距s一般為幾毫米，需滿足樣品尺寸遠(yuǎn)大于4倍探針間距的半無限大條件。

模塊化配置與兼容性

測試模式可選：支持四探針法（符合GBT 30835-2014鋰電材料標(biāo)準(zhǔn)）和四端子法（符合GB/T 24521-2009）。

模具靈活選配：標(biāo)配模具內(nèi)徑通常為16–30 mm，可定制特殊規(guī)格（如163 mm大尺寸模具）。

擴展接口豐富：配備USB/232通訊接口，連接計算機、打印機等外部設(shè)備。

高精度測量與寬量程覆蓋

寬電阻率范圍：支持導(dǎo)體到絕緣體粉末的測量，典型量程為 10–10 Ω·cm（如半導(dǎo)體粉末），分辨率可達(dá) 0.01 μΩ。

多級電流/電壓適配：電流輸出檔位涵蓋 1 μA–10 A，電壓量程低至 2 mV（誤差≤±0.25%），適配不同導(dǎo)電特性的材料。

高穩(wěn)定性設(shè)計：采用四端子法或四探針法，消除接觸電阻和導(dǎo)線誤差，確保重復(fù)性精度≤±0.3%。

參數(shù)

1. 軟件功能（選配）：軟件可記錄、保存、各點的測試數(shù)據(jù)；可供用戶對數(shù)據(jù)進行各種數(shù)據(jù)分

析。

2. 基本設(shè)置操作簡單，方阻、電阻、電阻率、電導(dǎo)率和分選結(jié)果；多種參數(shù)同時顯示。

3. 精度高：電阻基本準(zhǔn)確度： 0.01％；

方阻基本準(zhǔn)確度：1%；

電阻率基本準(zhǔn)確度：1%

4. 整機測量 大相對誤差：≤±1%；整機測量標(biāo)準(zhǔn)不確定度：≤±1%

5.測試模式：可連接電腦測試、也可不連接電腦單機測試。

6. 測量范圍寬： 電阻：10-7Ω～10+8Ω ；方阻：10-7Ω/□～10+8Ω/□；

7. 正反向電流源修正測量電阻誤差

8. 恒流源：電流量程為：DC100mA-1A；儀器配有恒流源開關(guān)可有效保護被測件，即先讓探針頭壓觸在被測材料上，后開恒流源開關(guān)，避免接觸瞬間打火。為了提高工作效率，如探針帶電壓觸單晶對材料及測量并無影響時，恒流源開關(guān)可一直處于開的狀態(tài)。

9. 可配合多種探頭進行測試；也可配合多種測試臺進行測試。

10. 校正功能：可手動或自動選擇測試量程 全量程自動清零。

11. 厚度可預(yù)設(shè)，自動修正樣品的電阻率,無需查表即可計算出電阻率。

12. 自動進行電流換向,并進行正反向電流下的電阻率(或方塊電阻)測量,顯示平均值.測薄片時,可自動進行厚度修正。

13. 雙電測測試模式，測量精度高、穩(wěn)定性好.

14. 具備溫度補償功能，修正被測材料溫漂帶來的測試結(jié)果偏差。

15. 比較器判斷燈直接顯示，勿需查看屏幕，作業(yè)效率得以提高。3檔分選功能：超上限，合格，超下限，可對被測件進行HI/LOW判斷，可直接在LCD使用標(biāo)志顯示；也可通過USB接口、RS232接口輸出更為詳細(xì)的分選結(jié)果。

測試原理與步驟

?原理?：外側(cè)兩探針注入電流，內(nèi)側(cè)兩探針測量電壓降，通過歐姆定律計算電阻率。

?步驟?：

樣品制備：粉末均勻填充模具，加壓成型為塊狀；

儀器校準(zhǔn)：使用標(biāo)準(zhǔn)電阻校準(zhǔn)；

測試：探針垂直接觸樣品，設(shè)置電流參數(shù)后自動測量。

說明

　　①電阻率ρ不僅和導(dǎo)體的材料有關(guān)，還和導(dǎo)體的溫度有關(guān)。在溫度變化不大的范圍內(nèi)，幾乎所有金屬的電阻率隨溫度作線性變化，即ρ=ρo(1+at)。式中t是攝氏溫度，ρo是O℃時的電阻率，a是電阻率溫度系數(shù)。

　　②由于電阻率隨溫度改變而改變，所以對于某些電器的電阻，必須說明它們所處的物理狀態(tài)。如一個220V

　　100W電燈燈絲的電阻，通電時是484歐姆，未通電時只有40歐姆左右。

　　③電阻率和電阻是兩個不同的概念。電阻率是反映物質(zhì)對電流阻礙作用的屬性，電阻是反映物體對電流阻礙作用的屬性。

使用條件

①環(huán)境溫度： 0～40℃

②相對溫度：≤70%

③供電電流：交流 220V±10%50Hz

電阻儀校準(zhǔn)方法

電阻儀的校準(zhǔn)是確保其測量準(zhǔn)確性的重要步驟，以下是一般電阻儀校準(zhǔn)的詳細(xì)方法:

準(zhǔn)備工作

1.標(biāo)準(zhǔn)電阻:準(zhǔn)備一套已知準(zhǔn)確阻值的標(biāo)準(zhǔn)電阻，其阻值范圍應(yīng)覆蓋電阻儀的測量量程，精度應(yīng)高于被校準(zhǔn)電阻儀

的精度要求。例如，若要校準(zhǔn)一臺精度為±0.5%的電阻儀，標(biāo)準(zhǔn)電阻的精度至少應(yīng)達(dá)到±0.1%。

2.校準(zhǔn)環(huán)境:選擇溫度、濕度相對穩(wěn)定且無強電磁干擾的環(huán)境進行校準(zhǔn)，理想的溫度范圍一般為 20℃±5℃，相

對濕度在 40%-60%。

3.儀器預(yù)熱: 將電阻儀接通電源，按照儀器說明書要求預(yù)熱一定時間，使儀器達(dá)到穩(wěn)定的工作狀態(tài)，通常預(yù)熱時間

為15-30分鐘。

校準(zhǔn)步驟

1.零位校準(zhǔn)

-確保電阻儀的測試線處于開路狀態(tài)(即不連接任何電阻)。

-調(diào)節(jié)電阻儀的零位調(diào)節(jié)旋鈕(如果有)，使顯示值為零。現(xiàn)代數(shù)字式電阻儀一般會自動進行零位校準(zhǔn)，可查看

儀器說明書進行操作。

2.滿量程校準(zhǔn)

-將電阻儀量程設(shè)置到 大量程檔。

- 把一個接近該量程上限值的標(biāo)準(zhǔn)電阻接入電阻儀的測試端。

- 調(diào)節(jié)滿量程調(diào)節(jié)旋鈕(如果有)，使電阻儀的顯示值與標(biāo)準(zhǔn)電阻的標(biāo)稱值一致。若為數(shù)字式電阻儀，若顯示值

與標(biāo)稱值不符，可按照說明書進行滿量程校準(zhǔn)設(shè)置。

3.多點校準(zhǔn)

-在電阻儀的測量范圍內(nèi)，選取若干個不同阻值的標(biāo)準(zhǔn)電阻，一般選取3-5個點，均勻分布在整個量程內(nèi)，例

如低、中、高量程各選一個點。

-將所選的標(biāo)準(zhǔn)電阻依次接入電阻儀的測試端，記錄電阻儀的顯示值。

- 計算每個測量點的測量誤差，公式為:誤差=(測量值-標(biāo)準(zhǔn)值)/標(biāo)準(zhǔn)值x100%。

- 如果誤差超出電阻儀的允許誤差范圍，需對電阻儀進行調(diào)整。對于指針式電阻儀，可調(diào)節(jié)內(nèi)部的校準(zhǔn)電位器等

元件;對于數(shù)字式電阻儀，可能需要進入儀器的校準(zhǔn)菜單，按照提示輸入校準(zhǔn)系數(shù)等參數(shù)進行調(diào)整。調(diào)整后重新測

量并驗證誤差是否在允許范圍內(nèi)。