四端子壓實密度電阻率測試儀 

四端子壓實密度電阻率測試儀

測試原理與步驟

?原理?：外側兩探針注入電流，內側兩探針測量電壓降，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：使用標準電阻校準；

測試：探針垂直接觸樣品，設置電流參數后自動測量。

參數

1. 顯示語言 英文/中文

2. 基本設置操作簡單，方阻、電阻、電阻率、電導率和分選結果；多種參數同時顯示。

3. 精度高：電阻基本準確度： 0.01％；

方阻基本準確度：1%；

電阻率基本準確度：1%

4. 整機測量 大相對誤差：≤±1%；整機測量標準不確定度：≤±1%

5. 四位半顯示讀數；十量程自動或手動測試；20mΩ/200mΩ/2000mΩ/20Ω/200Ω/2000Ω/20kΩ/200kΩ/2000ΚΩ/10ΜΩ 10檔分選；實現HIGH/IN/LOW分選

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

7. 供電模式110v/220v

8. 恒流源：電流量程為：DC100mA-1A；儀器配有恒流源開關可有效保護被測件，即先讓探針頭壓觸在被測材料上，后開恒流源開關，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，恒流源開關可一直處于開的狀態。

9. 便于查看的顯示/直觀的操作性：高亮度、超清晰4.3寸彩色LCD顯示；操作易學，直觀使用；

10. 可配合多種探頭進行測試；也可配合多種測試臺進行測試。

11. 厚度可預設，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果偏差。

15. 比較器判斷燈直接顯示，勿需查看屏幕，作業效率得以提高。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使用標志顯示；也可通過USB接口、RS232接口輸出更為詳細的分選結果。

16. 測試模式：可連接電腦測試、也可不連接電腦單機測試。

17. 軟件功能（選配）：軟件可記錄、保存、各點的測試數據；可供用戶對數據進行各種數據分

析。

18.校正功能：可手動或自動選擇測試量程 全量程自動清零。

電導率儀和電阻率儀之間的單位換算

1、電導率儀就是電阻率的倒數是電導率，單位是西門子/m，1西門子＝1/Ω 電導的單位用姆歐又稱西門子。用S表示，由于S單位太大。常采用毫西門子 1uS/cm=0.001mS/m ；1000uS/cm=1mS/m 。

2、電阻率儀的單位是Ω·cm，即歐姆厘米。

電阻率的倒數就是電導率，它們之間的關系成倒數關系。很容易被人理解。 電導率：水的導電性即水的電阻的倒數，通常用它來表示水的純凈度。

電阻率:用來表示各種物質電阻特性的物理量。某種材料制成的長1米、橫截面積是1平方毫米的導線的電阻，叫做這種材料的電阻率。國際單位制中，電阻率的單位是歐姆?米，常用單位是歐姆?平方毫米/米。

特點：

●電阻 ?精度：0.01%， 小分辨率0.1uΩ；

●方電阻精度：1%， 小分辨率：0.1uΩ；

●雙電測原理，提?精度和穩定性；

●測試探頭直排和矩形可選；

●標配RS232、LAN、IO、通訊接?；

●可配戴軟件查看和記錄測試數據；

典型應用場景

?鋰電池材料?：如石墨烯、磷酸鐵鋰的電阻率檢測?；

?半導體粉末?：硅粉、碳納米管的電導率分析?；

?科研與質檢?：高校、實驗室及企業研發部門的質量評估?。

工業與科研應用?

通過電阻率mapping技術，分析材料表面電學性能的空間分布。

結合范德堡法，適用于任意形狀樣品的電阻率測量，擴展應用場景。

四探針法的核心優勢在于其非破壞性、高精度及對樣品形狀的適應性，使其成為半導體、納米材料及工業檢測中的標準技術

實際測量中的精度表現

?常規條件?：在樣品均勻、探針間距穩定的情況下，誤差可控制在±1%以內（如極片電阻測試中四探針法COV值顯著低于單探針法）。

?特殊場景?：

?高阻材料?：半導體薄膜測量時，溫差電動勢或環境濕度可能引入偏差，需通過屏蔽導線和溫控優化。

?薄層樣品?：厚度小于探針間距時需修正系數，否則誤差增大（如硅片測試中可能破壞樣品表面）。

電導率與電阻的關系

電阻率的倒數就是電導率，它們之間的關系成倒數關系。

電阻率:

用來表示各種物質電阻特性的物理量。某種材料制成的長1米、橫截面積是1平方毫米的導線的電阻，叫做這種材料的電阻率。國際單位制中，電阻率的單位是歐姆?米，常用單位是歐姆?平方毫米/米。

電導率:

物理學概念，也可以稱為導電率。在介質中該量與電場強度E之積等于傳導電流密度J。對于各向同性介質，電導率是標量;對于各向異性介質，電導率是張量。生態學中，電導率是以數字表示的溶液傳導電流的能力。單位以西門子每米(S/m)表示。

半導體材料研究?

用于測量硅、鍺、砷化鎵等半導體材料的電阻率、載流子濃度及摻雜類型，直接關聯雜質含量分析。

在晶圓制造中檢測電阻率均勻性，確保外延片、離子注入片等工藝質量。

通過溫度依賴性研究，分析半導體材料的電學性能變化。

電導率與電阻的關系

R=ρl=l/σ

(1)定義或解釋 電阻率的倒數為電導率。σ=1/ρ (2)單位: 在國際單位制中,電導率的單位是西門子/米。 (3)說明 電導率的物理意義是表示物質導電的性能。電導率越大則導電性能越強,反之越小。

薄膜材料分析?

適用于金屬膜、氧化物薄膜（如氧化鋁、氮化硅）及半導體薄膜的電阻率測量，評估其導電性能。

在光伏領域檢測太陽能電池薄膜的方阻分布，優化材料制備工藝。

對微納米金屬燒結體（如銀、銅）的電阻率進行高精度測量，避免接觸電阻干擾。

特殊場景優勢

?薄層材料?：通過修正系數（如4.532）簡化超薄樣品（如半導體圓片）的電阻率計算。

?不均勻性分析?：可沿樣品徑向測量斷面電阻率，觀察電阻率分布差異。

綜上，四探針法通過分離電流與電壓回路、優化探針布局，實現了高精度、高適應性的電阻測量，成為半導體、電池材料等領域的主流方法。

消除接觸電阻與導線電阻干擾

?電流-電壓探針分離?：外側兩探針注入電流，內側兩探針測量電壓，因電壓探針輸入阻抗極高，流經電流極小，接觸電阻產生的壓降可忽略不計。

?獨立測量回路?：電壓測量僅依賴探針間電勢差，與導線電阻無關，避免傳統兩探針法中串聯電阻導致的誤差。

影響因素

?樣品均勻性?：粒度分布不均會導致數據離散；

?接觸質量?：探針傾斜或接觸不良影響精度；

?壓強控制?：需穩定在標準值（如3.9MPa±0.03MPa）?。

適用范圍

● 使?四探針治具測試?狀或塊狀半導體材料、?屬涂層以及導電薄膜等材料的?阻和電阻率

● 使?開爾?測試夾直接測試電阻器直流電阻；

適用場景

?兩探針法?：

快速檢測大電阻材料（如陶瓷、聚合物）的粗略電阻值。

工業現場對精度要求不高的場景。

?四探針法?：

半導體晶圓、光伏薄膜、石墨烯等高精度需求領域。

需區分涂層與基材電阻的極片測試（如鋰電池正極）。

電阻的作用：

電阻在電路中的作用：利用著名的歐姆定律可以利用電阻控制電路中的電壓、電流。

電阻的主要物理特征就是可以變電能為熱能，因此熱水器中的發熱元件、電燈泡、電燙斗就是利用了電阻的作用制成的。另外電阻有怕熱的特性，當導體材料溫度升高時材料的電阻率會增大（有些材料則表現為減小），因此利用電阻的這種特性可以制作溫度測量計（不知道你看見過沒，插一根“鐵絲”就能測量溫度的方法就是利用了這種電阻材料作用的）。

另外一些材料的電阻還會受到光線照射的印象，而利用這樣的材料可以制成光敏電阻，利用這點作用可以方便的設計光控電路以及光的測量和光電轉換等領域。

應用

電阻率較低的物質被稱為導體，常見導體主要為金屬，而自然界中導電性 佳的是銀，其次為半導體，硅鍺。當存在外電場時，金屬的自由電子在運動中不斷和晶格節點上做熱振子的正離子相碰撞，使電子運動受到阻礙，因而就具有了一定的電阻。其他不易導電的物質如玻璃、橡膠等，電阻率較高，一般稱為絕緣體。介于導體和絕緣體之間的物質(如硅) 則稱半導體。電阻率的科學符號為 ρ(Rho)。 已知物體的電阻，可由電阻率ρ、長度 l 與截面面積A 計算：ρ=RA/I，在該式中， 電阻R 單位為歐姆，長度 l 單位為米，截面面積 A 單位為平方米，電阻率 ρ單位為歐姆·米

典型誤差案例

測試鋰電池極片時，四探針法對小電阻極片（cathode-1）的電阻率測量值（2.1×10?? Ω·cm）與鋁箔接近，而兩探針法結果（1444.94 Ω·cm）因接觸電阻被嚴重放大。

綜上，四探針法通過分離電流/電壓回路實現高精度測量，而兩探針法因結構簡單更適合快速篩查或大電阻場景

影響電阻率的外界因素

電阻率不僅與材料種類有關，而且還與溫度、壓力和磁場等外界因素有關。金屬材料在溫度不高時，ρ與溫度t(℃)的關系是ρt=ρ0(1+at)，式中ρt與ρ0分別是t℃和0℃時的電阻率;α是電阻率的溫度系數，與材料有關。錳銅的α約為1×10-1/℃(其數值極小)，用其制成的電阻器的電阻值在常溫范圍下隨溫度變化極小，適合于作標準電阻。已知材料的ρ值隨溫度而變化的規律后，可制成電阻式溫度計來測量溫度。半導體材料的α一般是負值且有較大的量值。制成的電阻式溫度計具有較高的靈敏度。有些金屬(如Nb和Pb)或它們的化合物，當溫度降到幾K或十幾K( 溫度)時，ρ突然減少到接近零，出現超導現象，超導材料有廣泛的應用前景。利用材料的ρ隨磁場或所受應力而改變的性質，可制成磁敏電阻或電阻應變片，分別被用來測量磁場或物體所受到的機械應力，在工程上獲得廣泛應用。

體積電阻 volume resistance

 在試樣兩相對表面上放置的兩電極間所加直流電壓與流過這兩個電極之間的穩態電流之商，不包括沿試樣表面的電流，在兩電極上可能形成的極化忽略不計

 注:除非另有規定，體積電阻是在電化一分鐘后測定

 體積電阻率：在絕緣材料里面的直流電場強度和穩態電流密度之商，即單位體積內的體積電阻。

 注:體積電阻率的SI單位是12 "m。實際上也使用 fE " cm這一單位。

與電橋法的比較?

?靈敏度?：電橋法適合高阻材料（如絕緣體），四探針法對低阻材料（如金屬、半導體）更靈敏。

?自動化程度?：四探針法可結合Labview等實現自動化，電橋法多依賴手動調節平衡。

提升精度的關鍵措施

?樣品制備?：確保表面平整、無污染，粉末樣品需壓實至密度均勻。

?探針控制?：保持探針間距恒定（通常0.5~1.5mm），壓力適中避免劃痕。

?環境校準?：定期用標準電阻校準儀器，避免溫濕度波動影響。

綜上，四探針法在理想條件下可實現±0.1%的儀器級精度，實際應用中需結合樣品特性和操作規范綜合評估

設備維修服務：

我公司產品自用戶現場調試驗收合格后 1 年內免費保修，終身維護。在1 年免費保修期內產品發生非人為質量問題，我公司為客戶提供免費維修。如產品在免費保修期外出現故障，維修服務只適當收取材料成本費。

技術支持：對于所需儀器的用戶，根據用戶的要求提供專業的技術方案。除了常規的儀器服務外，我公司技術部還可為用戶提供各種非常規設備的技術支持。

售后響應：在接到用戶維修邀請后，2 小時內做出反應，并給予解決。如未解決，我公司指派工程師及時到達用戶現場，解決問題至設備正常使用為止。