测表面电阻率
方块电阻就是表面电阻率。
可以四探针法直接测试薄膜的表面电阻率。
计算公式：方块电阻（或表面电阻率）R = 4.532 * V / I 。其中，V 是探针2-3 间的电位差；I 是探针1-4 间的电流。
意思就是要用欧姆表去直接测量. 欧姆表就是自身产生一个弱电流, 去测量探针两端的电压, 然后和自身的体电阻比较, 最后给出电阻值. 但是这对于半导体是不准确的, 半导体电阻无法用两根探针测量的主要原因是:
1．接触电阻的影响严重。探针与半导体接触产生一定厚度的耗尽层，耗尽层是高阻的, 另外探针和半导体之间不像与金属之间一样很好的接触, 还会产生一个额外的电阻, 称为扩展电阻，两者都是接触电阻，通常都很大. 半导体的实际电阻相对于它们越小, 测量结果就越不准确.
2．存在少子电注入.
专用方法：四探针法, 两根探针输入测量电流, 另外两根探针测量电压分布.
要是懂电流计, 电压计和电阻计的原理, 就能更明白了.
四探针主要是为了让接触更好，形成开尔文测试，那样误差小。
表面电阻率
surface resistivity
平行于通过材料表面上电流方向的电位梯度与表面单位宽度上的电流之比，用欧姆表示。
注：如果电流是稳定的，表面电阻率在数值上即等于正方形材料两边的两个电极间的表面电阻，且与该正方形大小无关。
是指表示物体表面形成的使电荷移动或电流流动难易程度的物理量。在固体材料平面上放两个长为L、距离为d的平行电极，则两电极间的材料表面电阻Rs与d成正比，与L成反比，可用下式表达：
表面电阻率计算公式
式中的比例系数ρs称作表面电阻率，它与材料的表面性质有关，并随周围气体介质的温度、相对湿度等因素有很大变化，单位用Ω（欧）表示。
表面电阻率
测量表面电阻率 1.范围 本方法用以测定导电热塑性材料的表面电阻率。依照惯例，表面电阻率是正方形测量面积内的绝缘电阻（单位：欧姆/平方米）。因此，表面电阻率的值不受电极配置的影响。 因为没有相关的国际标准对测量导电材料的表面电阻率进行过描述，所以在本方法中测试条件将参照IEC 167（国际电工标准：固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法）和AFNOR C26-215（法国标准：绝缘材料的试验方法.固体电绝缘材料的体积电阻率和表面电阻率的试验方法）。 样品： ★ 4mm厚的压缩成型板（CTM E042A） ★ 100um厚的吹塑薄膜（CTM E042B） ★ 400mm厚的挤压成型带材（CTM E042D） ★ 4×50×80mm3的注射成型板（CTM E042E） 2.原理 导电材料的绝缘电阻通过测量其电阻获得。该电阻通过计算电流方向上的电位梯度（伏特）与电流强度（安培）之比获得（欧姆定律）。依照惯例，表面电阻率是正方形测量面积内的绝缘电阻。 按照IEC 167(1964-01)标准的描述，在测试中用两条导电涂料线做电极从而测量电阻值。
图表 1 注射成型板样品 3.仪器 ★银粉漆 ★小漆刷 ★欧姆表（电阻范围：0~106欧姆） ★皮可安培计（电阻范围：106~1014欧姆） ★有两条平行缝隙（长100mm、宽1mm、间距10mm）的adhesive mask ★电极连接系统（恒压） 4.样品制备 ★不同的样品分别按如下方法制备： ★压缩成型板：CTM E050B ★吹塑薄膜：CTM E046 ★挤出成型带材：CTM E045 ★注射成型板：CTM E050A 5.样品预加工
四探针法测电阻率
实验 四探针法测电阻率 1．实验目的： 学习用四探针法测量半导体材料的体电阻率和扩散薄层的电阻率及方块电阻。 2．实验内容 ① 硅单晶片电阻率的测量：选不同电阻率及不同厚度的大单晶圆片，改变条件（光照 与否），对测量结果进行比较。 ② 薄层电阻率的测量：对不同尺寸的单面扩散片和双面扩散片的薄层电阻率进行测 量。改变条件进行测量（与①相同），对结果进行比较。 3． 实验原理： 在半导体器件的研制和生产过程中常常要对半导体单晶材料的原始电阻率和经过扩散、外延等工艺处理后的薄层电阻进行测量。测量电阻率的方法很多，有两探针法，四探针法，单探针扩展电阻法，范德堡法等，我们这里介绍的是四探针法。因为这种方法简便可行，适于批量生产，所以目前得到了广泛应用。 所谓四探针法，就是用针间距约1毫米的四根金属探针同时压在被测样品的平整表面上如图1a 所示。利用恒流源给1、4两个探针通以小电流，然后在2、3两个探针上用高输入阻抗的静电计、电位差计、电子毫伏计或数字电压表测量电压，最后根据理论 公式计算出样品的电阻率［１］ I V C 23 =ρ 式中，C 为四探针的修正系数，单位为厘米，C 的大小取决于四探针的排列方法和针距，
探针的位置和间距确定以后，探针系数C 就是一个常数；V 23为2、3两探针之间的电压，单位为伏特；I 为通过样品的电流，单位为安培。 半导体材料的体电阻率和薄层电阻率的测量结果往往与式样的形状和尺寸密切相关，下面我们分两种情况来进行讨论。 ⑴ 半无限大样品情形 图1给出了四探针法测半无穷大样品电阻率的原理图，图中(a)为四探针测量电阻率的装置；(b)为半无穷大样品上探针电流的分布及等势面图形；(c)和(d)分别为正方形排列及直线排列的四探针图形。因为四探针对半导体表面的接触均为点接触，所以，对图１（b ）所示的半无穷大样品，电流I 是以探针尖为圆心呈径向放射状流入体内的。因而电流在体内所形成的等位面为图中虚线所示的半球面。于是，样品电阻率为ρ，半径为r ，间距为dr 的两个半球等位面间的电阻为 dr r dR 2 2πρ = ， 它们之间的电位差为 dr r I IdR dV 2 2πρ= =。 考虑样品为半无限大，在r →∞处的电位为0，所以图１（a ）中流经探针１的电流I 在r 点形成的电位为 ()r I dr r I V r r πρπρ222 1== ? ∞ 。 流经探针１的电流在２、３两探针间形成的电位差为 ()??? ? ??-= 1312123112r r I V πρ； 流经探针４的电流与流经探针１的电流方向相反，所以流经探针４的电流I 在探针２、３之间引起的电位差为 ()??? ? ??--=4342423112r r I V πρ。 于是流经探针１、４之间的电流在探针２、３之间形成的电位差为 ??? ? ??+--= 434213122311112r r r r I V πρ。 由此可得样品的电阻率为 ()1111121 434213 1223-???? ??+--=r r r r I V πρ 上式就是四探针法测半无限大样品电阻率的普遍公式。 在采用四探针测量电阻率时通常使用图１（c ）的正方形结构（简称方形结构）和图１（d ）的等间距直线形结构，假设方形四探针和直线四探针的探针间距均为S ， 则对于直线四探针有 S r r S r r 2, 42134312==== ()2223 I V S ? =∴πρ 对于方形四探针有 S r r S r r 2,42134312==== () 322223 I V S ? -=∴ πρ
绝缘电阻的正确测量方法及标准
绝缘电阻的正确测量方法 一、测试内容施工现场主要测试电气设备、设施和动力、照明线路的绝缘电阻。 二、测试仪器 测试设备或线路的绝缘电阻必须使用兆欧表（摇表），不能用万用表来测试。兆欧表是一种具有高电压而且使用方便的测试大电阻的指示仪表。它的刻度尺的单位是兆欧，用ΜΩ表示。在实际工作中，需根据被测对象来选择不同电压等级和阻值测量范围的仪表。而兆欧表测量范围的选用原则是：测量范围不能过多超出被测绝缘电阻值，避免产生较大误差。施工现场上一般是测量500V以下的电气设备或线路的绝缘电阻。因此大多选用500V，阻值测量范围0----250ΜΩ的兆欧表。兆欧表有三个接线柱：即L（线路）、E（接地）、G（屏蔽），这三个接线柱按测量对象不同来选用。 三、测试方法 1、照明、动力线路绝缘电阻测试方法线路绝缘电阻在测试中可以得到相对相、相对地六组数据。首先切断电源，分次接好线路，按顺时针方向转动兆欧表的发电机摇把，使发电机转子发出的电压供测量使用。摇把的转速应由慢至快，待调速器发生滑动时，要保证转速均匀稳定，不要时快时慢，以免测量不准确。一般兆欧表转速达每分钟120转左右时，发电机就达到额定输出电压。当发电机转速稳定后，表盘上的指针也稳定下来，这时指针读数即为所测得的绝缘电阻值。测量电缆的绝缘电阻时，为了消除线芯绝缘层表面漏电所引起的测量误差，其接线方法除了使用“L”和“E”接线柱外，还需用屏蔽接线柱“G”。将“G”接线柱接至电缆绝
缘纸上。 2、电气设备、设施绝缘电阻测试方法首先断开电源，对三相异步电动机定子绕组测三相绕组对外壳（即相对地）及三相绕组之间的绝缘电阻。摇测三相异步电动机转子绕组测相对相。测相对地时“E”测试线接电动机外壳，“L”测试线接三相绕组。即三相绕组对外壳一次摇成；若不合格时则拆开单相分别摇测；测相对相时，应将相间联片取下。 四、绝缘电阻值测试标准 绝缘阻值判断 (1)、所测绝缘电阻应等于或大于一般容许的数值，各种电器的具体规定不一样，最低限值： 低压设备0.5MΩ， 3-10KV 300MΩ、 20-35KV为400MΩ、 63-220KV为800MΩ、 500KV为3000MΩ。 1、现场新装的低压线路和大修后的用电设备绝缘电阻应不小于0.5ΜΩ。 2、运行中的线路，要求可降至不小于每伏1000Ω=0.001MΩ，每千伏1 MΩ。 3、三相鼠笼异步电动机绝缘电阻不得小于0.5ΜΩ。 4、三相绕线式异步电动机的定子绝缘电阻值热态应大于0.5ΜΩ、冷态应大于2ΜΩ，转子绝缘电阻值热态应大于0.15ΜΩ、冷态应大于0.8ΜΩ。
测金属丝的电阻率
实验二：测金属丝的电阻率 实验电路图：电阻的内外接法选取（由于待测电阻较小，一般选外接法） 电阻率的表达式 滑动变阻器可以选择限流法，也可以用分压法 电压表和电流表的选取和读数 螺旋测微器的读数、游标卡尺读数 实物图的连接 根据电压表和电流表读数计算待测电阻，或者根据U-I图像计算斜率求电阻，再计算电阻率或者长度 【典型例题剖析】 考点1：实验原理和仪器选择 ★★[例1]在探究决定导体电阻的因素的实验中，可供选用的器材如下： 待测金属丝：R x(阻值约4 Ω，额定电流约0.5 A)； 电压表：V(量程3 V，内阻约3 kΩ)； 电流表：A1(量程0.6 A，内阻约0.2 Ω)； A2(量程3 A，内阻约0.05 Ω)； 电源：E1(电源电压为3 V)； E2(电源电压为12 V)； 滑动变阻器：R(最大阻值约20 Ω)； 螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线． (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________mm. (2)若滑动变阻器采用限流式接法，为使测量尽量精确，电流表应选________，电源应选________(均填器材代号)，在虚线框中完成电路原理图． 电压表最大量程3V，因此电源得选择3V，电流表得选0.6A
解析(1)螺旋测微器的读数为： 1．5 mm＋27.4×0.01 mm＝1.774 mm. (2)在用伏安法测电阻的实验中，为使测量尽量精确，电流表、电压表指针需达到半偏以上，又因待测金属丝的额定电流为0.5 A，所以电流表选A1，电源选E1即可．电路原理图如图所示． 答案(1)1.774(1.772～1.776均正确) (2)A1E1见解析图 [1-1]★★★在“探究决定导体电阻的因素”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长度l，金属丝的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率． (1)从图中读出金属丝的直径为________mm. (2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材： A．电压表0～3 V，内阻10 kΩ B．电压表0～15 V，内阻50 kΩ C．电流表0～0.6 A，内阻0.05 Ω D．电流表0～3 A，内阻0.01 Ω E．滑动变阻器，0～10 Ω F．滑动变阻器，0～100 Ω ①要求较准确地测出其阻值，电压表应选____________，电流表应选________________，滑动变阻器应选______________．(填序号) 滑动变阻器F接入电路会造成电流过小 ②实验中某同学的实物接线如图所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误． 错误1：________________________________________________________________________ 错误2：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (3)若测得金属丝的直径用d表示，电阻用R表示，则该金属材料的电阻率ρ＝__________. 答案(1)0.680 (2)①A C E ②导线连接在滑动变阻器的滑片上采用了电流表内接
电阻率和表面电阻率
高阻计法测定高分子材料体积电阻率和表面电阻率 2010年03月07日10:37 admins 学习时间：20分钟评论 0条高分子材料的电学性能是指在外加电场作用下材料所表现出来的介电性能、导电性能、电击穿性质以 及与其他材料接触、摩擦时所引起的表面静电性质等。最基本的是电导性能和介电性能，前者包括电导(电导率γ，电阻率ρ=1/γ)和电气强度(击穿强度Eb)；后者包括极化(介电常数εr)和介质损耗(损耗因数tg δ)。共四个基本参数。 种类繁多的高分子材料的电学性能是丰富多彩的。就导电性而言，高分子材料可以是绝缘体、半导体和导体，如表1所示。多数聚合物材料具有卓越的电绝缘性能，其电阻率高、介电损耗小，电击穿强度高，加之又具有良好的力学性能、耐化学腐蚀性及易成型加工性能，使它比其他绝缘材料具有更大实用价值，已成为电气工业不可或缺的材料。高分子绝缘材料必须具有足够的绝缘电阻。绝缘电阻决定于体积电阻与表面电阻。由于温度、湿度对体积电阻率和表面电阻率有很大影响，为满足工作条件下对绝缘电阻的要求， 必须知道体积电阻率与表面电阻率随温度、湿度的变化。 表1 各种材料的电阻率范围 材料电阻率(Ω·m) 材料电阻率(Ω·m) 超导体导体≤10-810-8～10-5半导体绝缘体10-5～107 107～1018 除了控制材料的质量外，测量材料的体积电阻率还可用来考核材料的均匀性、检测影响材料电性能的 微量杂质的存在。当有可以利用的相关数据时，绝缘电阻或电阻率的测量可以用来指示绝缘材料在其他方面的性能，例如介质击穿、损耗因数、含湿量、固化程度、老化等。表2为高分子材料的电学性能及其研 究的意义。 表2 高分子材料的电学性能及测量的意义 电学性能电导性能 ①电导（电导率γ，电阻率ρ=1/γ） ②电气强度（击穿强度Eb） 介电性能 ③极化（介电常数εr） ④介电损耗（损耗因数tanδ） 测量的意义实际意义 ①电容器要求材料介电损耗小，介电常数大，电气强度高。 ②仪表的绝缘要求材料电阻率和电气强度高，介电损耗低。 ③高频电子材料要求高频、超高频绝缘。 ④塑料高频干燥、薄膜高频焊接、大型制件的高频热处理要求材料 介电损耗大。 ⑤纺织和化工为消除静电带来的灾害要求材料具适当导电性。理论意义研究聚合物结构和分子运动。 1 目的要求 了解超高阻微电流计的使用方法和实验原理。 测出高聚物样品的体积电阻率及表面电阻率，分析这些数据与聚合物分子结构的内在联系。 2 原理 名词术语 1) 绝缘电阻：施加在与试样相接触的二电极之间的直流电压除以通过两电极的总电流所得的商。它取决于体积电阻和表面电阻。
测量金属丝的电阻率(含答案)
测量金属丝的电阻率 一、实验题 1.在“测定金属的电阻率”的实验中，测定阻值约为3?6Ω的金属丝的电阻率，实验中所用的电压 表规格：量程0?3V、内阻3kΩ；电流表规格：量程0?0.6A、内阻0.1Ω；还有其他一些器材： (1)用螺旋测微器测得金属丝的直径，如图2所示，可知金属丝的直径d=______mm (2)需要通过实验直接测量的物理量有：____________________________________________(写出 名称和符号).电阻率的测量计算公式为ρ=______ 电流表、电压表的示数如图1所示．可计算出金属丝的电阻为______Ω． 2.在“测定金属的电阻率”的实验中，金属丝的阻值约为5Ω，某同学先用刻度尺测量金属丝的长度 l=50.00cm，用螺旋测微器测量金属丝直径时刻度位置如图1所示，再用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。 ①该电阻丝直径的测量值d=______mm； ②实验中能提供的器材有： A.电压表V1(量程0～3V，内阻约3kΩ) B.电压表V2(量程0～15V，内阻约15kΩ) C.电流表A1(量程0～3A，内阻约0.01Ω) D.电流表A2(量程0～0.6A，内阻约0.1Ω)
E.滑动变阻器R1(0～20Ω) F.滑动变阻器R2(0～500Ω) G.电源E(电动势为3.0V)及开关和导线若干 该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量，则电压表应选择______，电流表应选择______，滑动变阻器应选择______，(选填各器材前的字母)。要求在流过金属丝的电流相同情况下，电源消耗功率最小，并能较准确地测出电阻丝的阻值，实验电路应选用图2的______。 ③该同学建立U?I坐标系，如图3所示，图中已标出了与测量数据对应的五个坐标点，还有一 次测量的电压表和电流表示数如图4所示，请根据测量数据将坐标点补全，并描绘出U?I图线。 由图线数据可计算出金属丝的电阻为______Ω(保留两位有效数字)。设被测金属丝电阻为R，则该金属材料电阻率的表达式是_________(用题目给出的物理量符号表示)。 ④实验中使用的电流表内阻为R A，电压表内阻为R V，若考虑电流表和电压表内阻的影响，图3 中U?I图象中图线斜率k与该金属材料的电阻率ρ的关系是k=______(用题目给出的物理量符号表示)。 3.现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺 旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度．螺旋测微器和游标卡尺的示数如图(a)和图(b)所示． (1)由上图读得圆柱体的直径为______mm，长度为______cm． (2)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表 示，则用测得的D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=______． 4.为了测量一精密金属丝的电阻率： Ⅰ.先用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为______ Ω，然后用螺旋测微器测其直径为______ mm，游标卡尺测其长度是______ mm．
四电极法测电阻率——Summary
51 四探针法测电阻率1. 理解四探针测量半导体或金属薄膜电阻率的原理 2. 了解四探针测量材料电阻率的注意事项实验原理四探针法测量电阻率常用的四探针法是将四根金属探针的针尖排在同一直线上的直线型四探针法如图1-1a 所示。当四根探针同时在一块相对于探针间距可视为半无穷大的平面上时如果探针接触处的材料是均匀的并可忽略电流在探针处的少子注入则当电流I 由探针流入样品时可视为点电流源在半无穷大的均匀样品中所产生的电场线具有球面对称性即等势面为一系列以点电流源为中心的半球面。样品中距离点电源r 处的电流密度j电场ε和电位V 分别直流四探针法也称为四电极法主要用于低电阻率材料的测量。使用的仪器以及与样品的接线如图3-1所示。由图可见测试时四根金属探针与样品表面接触外侧两根1、4为通电流探针内侧两根2、3为测电压探针。由电流源输入小电流使样品内部产生压降同时用高阻抗的静电计、电子毫伏计或数字电压表测出其他二根探针的电压即V23伏。 a 仪器接线b点电流源c四探针排列图1-1 四探针法测试原理示意图一块电阻率为的均匀材料样品其几何尺寸相对于探针间距来说可以看作半无限大。当探针引入的点电流源的电流为I由于均匀导体内恒定电场的等位面为球面则在半径为r处等位面的面积为2r2则电流密度为jI/2r2 1-1 52 根据电导率与电流密度的关系可得E2222rIrIj 1-2 其中E为电场强度σ
和ρ分别是样品的电导率和电阻率。若电流由探针流出样品则距点电荷r处的电势为rIV2 1-3 因此当电流由探针1流入样品自探针4流出样品时根据电位叠加原理在探针2处的电位为在探针 3 处的电位为式中的S1是探针1和2之间的距离S2是探针2和3之间的距离S3是探针3和4之间的距离。各点的电势应为四个探针在该点形成电势的矢量和。所以探针2、3 之间的电位为通过数学推导可得四探针法测量电阻率的公式为IVCrrrrIV231341324122311112 3-4 式中13413241211112rrrrC为探针系数单位为cmr12、r24、r13、r34分别为相应探针间的距离见图3-1c。若四探针在同一平面的同一直线上其间距分别为S1、S2、S3且S1S2S3S时则SIVSSSSSSIV21111223133221123 3-5 这就是常见的直流等间距四探针法测电阻率的公式。根据样品在不同电流I下的电压值V计算出该样品的电阻值及电阻率。53 为了减小测量区域以观察电阻率的不均匀性四根探针不—定都排成—直线而可排成正方形或矩形此时只需改变计算电阻率公式中的探针系数C。四探针法的优点是可迅速、方便、无破坏地测量任意形状的样品且精度较高适合于大批生产中使用。但由于该方法受针距的限制很难发现小于0.5mm两点电阻的变化。注意事项a 预热打开电流源和电压表的电源开关使仪器预热30分钟。b 在联接电流源和切换电流量程前应先将电流输出调至近零以免造成电流对样品的冲击。电压表
表面电阻测试标准
Model 803B Model 850 Measures surface and volume resistance/resistivity of planar surfaces in accordance with ESDA, ASTM, NFPA, military and other standards. Features: 1 Probes meet: ESDA STM 11.11, 11.12, 4.1 ASTM D257, F150 NFPA 99 Military & IEC requirements 1 Concentric ring design (803B) 1 Direct x10 conversion to surface resistivity (Model 803B) 1 Specified 5 lb (2.2kg) weight 1 Conductive rubber electrodes 1 Ground & insulated test beds (Model 803B) 1 Optional calibration fixtures (Model 803B) 1 Optional Press (Model 847) Applications: Test standards used to characterize the surface and/or volume resistance/resistivity of material typically define specific electrode configurations. ASTM D257 specifies either parallel bar or concentric ring electrodes while the ESD Association (ESDA) standards define a specific concentric ring electrode configuration. To measure point-to-point and resistance-to-ground (RTG) of ESD protective work surfaces, floors and seating ESDA, NFPA, and ASTM test methods specify a 5 lb (2.2kg) probe with a 2.5” (64mm) diameter conductive rubber electrode. ETS resistance/resistivity probes are designed to meet these requirements. Where applicable, surface resistance measurements are easily converted to surface resistivity by multiplying the measured resistance by 10. Custom probes are available for virtually any application.
高二物理测定金属的电阻率
实验 测定金属的电阻率 一、实验目的：学会用伏安法测量电阻的阻值，测定金属的电阻率。 二、实验原理：用刻度尺测一段金属导线的长度L ，用螺旋测微器测导线的直径d ，用伏安法测导线的电阻R ，根据电阻定律，金属的电阻率ρ=RS/L=πd 2R/4L 三、实验器材：①金属丝②千分尺③安培表④伏特表⑤（3伏）电源⑥（20Ω）滑动变阻器⑦电键一个⑧导线几根 【点拨】被测金属丝要选用电阻率大的材料，如铁铬铝合金、镍铬合金等或300瓦电炉丝经细心理直后代用，直径0.4毫米左右，电阻5~10欧之间为宜，在此前提下，电源选3伏直流电源，安培表选0 0.6安量程，伏特表选0 3伏档，滑动变阻器选0 20欧。 四、实验步骤 （1）用螺旋测微器三次测量导线不同位置的直径取平均值D 求出其横截面积S=πD 2/4. （2）将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度米尺测量接入电路的金属丝长度L ，测三次，求出平均值L 。 （3）根据所选测量仪器和选择电路的原则画好电路图1，然后依电路图按顺序给实物连线并将滑动变阻器的阻值调到最大。 点拨：为避免接线交叉和正负极性接错，接线顺序应遵循：电源正极→电键（断开状态）→滑动变阻器→用电器→安培表正极→ 安培表负极→电源负极，最后将伏特表并接在待测电路的两端，即先接干路，后接支路。 （4）检查线路无误后闭合电键，调节滑动变阻器读出几组I 、U 值，分别计算电阻R 再求平均值，设计表格把多次测量的D 、L 、U 、I 记下来。 【点拨】测量时通过金属丝的电流应控制在1.00A 以下，本实验由于安培表量程0~0.60A ，每次通电时间应尽量短（以能读取电表数据为准），读数完毕立即断开电键S ，防止温度升高使金属丝长度和电阻率发生明显变化。 计算时，务必算出每次的电阻值再求平均值，不能先分别求电压U 和电流I 的平均值，再由欧姆定律得平均值，否则会带来较大计算误差。 五、实验记录 图1
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实验四探针法测电阻率 1．实验目的： 学习用四探针法测量半导体材料的体电阻率和扩散薄层的电阻率及方块电阻。 2．实验内容 ①硅单晶片电阻率的测量：选不同电阻率及不同厚度的大单晶圆片， 改变条件（光照与否），对测量结果进行比较。 ②薄层电阻率的测量：对不同尺寸的单面扩散片和双面扩散片的薄层 电阻率进行测量。改变条件进行测量（与①相同），对结果进行比较。 3．实验原理： 在半导体器件的研制和生产过程中常常要对半导体单晶材料的原始电阻率和经过扩散、外延等工艺处理后的薄层电阻进行测量。测量电阻率的方法很多，有两探针法，四探针法，单探针扩展电阻法，范德堡法等，我们这里介绍的是四探针法。因为这种方法简便可行，适于批量生产，所以目前得到了广泛应用。 所谓四探针法，就是用针间距约1毫米的四根金属探针同时压在被测样品的平整表面上如图1a所示。利用恒流源给1、4两个探针通以小电流，然后在2、3两个探针上用高输入阻抗的静电计、电位差计、电子毫伏计或数字电压表测量电压，最后根据理论公式计算出样品的电阻率［１］ 式中，C为四探针的修正系数，单位为厘米，C的大小取决于四探针的
排列方法和针距，探针的位置和间距确定以后，探针系数C 就是一个常数；V 23为2、3两探针之间的电压，单位为伏特；I 为通过样品的电流，单位为安培。 半导体材料的体电阻率和薄层电阻率的测量结果往往与式样的形状和尺寸密切相关，下面我们分两种情况来进行讨论。 ⑴ 半无限大样品情形 图1给出了四探针法测半无穷大样品电阻率的原理图，图中(a)为四探针测量电阻率的装置；(b)为半无穷大样品上探针电流的分布及等势面图形；(c)和(d)分别为正方形排列及直线排列的四探针图形。因为四探针对半导体表面的接触均为点接触，所以，对图１（b ）所示的半无穷大样品，电流I 是以探针尖为圆心呈径向放射状流入体内的。因而电流在体内所形成的等位面为图中虚线所示的半球面。于是，样品电阻率为ρ，半径为r ，间距为dr 的两个半球等位面间的电阻为 它们之间的电位差为 dr r I IdR dV 2 2πρ= =。 考虑样品为半无限大，在r →∞处的电位为0，所以图１（a ）中流经探针１的电流I 在r 点形成的电位为 ()r I dr r I V r r πρπρ222 1==? ∞。 流经探针１的电流在２、３两探针间形成的电位差为 ()??? ? ??-=1312 12311 2r r I V πρ； 流经探针４的电流与流经探针１的电流方向相反，所以流经探针４的电流I 在探针２、３之间引起的电位差为 ()??? ? ??--=43424 23112r r I V πρ。 于是流经探针１、４之间的电流在探针２、３之间形成的电位差为
防静电检测规范
防静电检测规范
目录 5、程序 测试方法： 5.1.1测试环境： 环境温度23±5℃，相对湿度40%～70%。 5.1.2测试仪器使用方法 5.1.2.1静电场测试仪（TREK520） 静电场测试仪是感应式的，该仪器表面有2个按键：“POWER”、“RANGE/ZERO”、“HOLD”,按“POWER” 键开机/关机。该仪器有两个量程：0~2KV、0~20KV,可通过按“RANGE/ZERO”键进行切换。当显示3位小数时，量程范围为0~2KV；当显示2位小数时，量程范围为0～20KV。 每次测试时都应进行读数清零工作，方法为：将sensor对准一个已知的电压为0V的导体上，按“RANGE/ZERO”键至少3秒钟。
为保证测试值的准确性，测试时人体必须戴静电环或穿防静电鞋。测试前，先将待测物放置在绝缘的物体上（如干燥的硬纸板），手持干燥并干净的棉布以每 分钟120次的速度，施加适当的压力（2～4千克力），单向摩擦待测物表面20 次，然后用仪器测量电压（senor距离被测物表面的距离为2.54CM及两个红灯 重合在一起），将显示的读数乘以1000即得实际的电压值，例如读数为“.018”， 则实际电压为18V。 5.1.2.2 表面电阻测试仪（ACL-385） ACL-385为简易表面电阻测试仪，该仪器两个测试电极间距根据标准不变，测试时将被测物放于绝缘的平面上，表面电阻测试仪平置在材料表面上，手指施加适当压力（2～ 4KG）于测试按钮上，使测试电极与材料表面接触良好，指示灯发亮档即为读 数。如果被测材料为软性材料，可施加4～6kg的压力进行测试。 5.1.2.3 接地电阻测试仪（EMI-20780） EMI-20780 可以测试点对点电阻(RTT), 接地电阻(RTG)、体积电阻,和表面电阻率, 配套两点测试电极可测量微小物体表面电阻.测试范围为: 1x 103? - 1012?；测试电压为: 10V或100V+/-5%；测试精度为: +/-10%;测试时间为15秒；
体积表面电阻率测定仪
一、橡胶体积表面电阻率测定仪主要标准： GB/T 1410-2006 《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》 ASTM D257-99 《绝缘材料的直流电阻或电导试验方法》 GB/T 2439-2001《硫化橡胶或热塑性橡胶导电性能和耗散性能电阻率的测定》 GB/T 10581-2006 《绝缘材料在高温下电阻和电阻率的试验方法》 GB/T 1692-2008 《硫化橡胶绝缘电阻率的测定》 GB/T 12703.4-2010 《纺织品静电性能的评定第4部分：电阻率》 GB/T 10064-2006《测定固体绝缘材料绝缘电阻的试验方法》 二、橡胶体积表面电阻率测定仪概述： 本仪器既可测量高电阻，又可测微电流。采用了美国Intel公司的大规模集成电路,使仪器体积小、重量轻准确度高。数字液晶直接显示电阻值和电流。量限从1×104Ω ～1×1018 Ω，是目前国内测量范围最宽，准确度最高的数字超高阻测量仪。电流测量范围为2×10-4 ～1×10-16A。机内测试电压10V/50V/100V/250V/500V/1000V任意可调。本仪器具有精度高、显示迅速、性好稳定、读数方便. 适用于橡胶、塑料、薄膜、地毯、织物及粉体、液体、及固体和膏体形状的各种绝缘材料体积和表面电阻值的测定。 三、橡胶体积表面电阻率测定仪技术指标： 1.电阻测量范围：0.01×10 4Ω ～1×10 18Ω。 2.电流测量范围为: 2×10-4A～1×10-16A 3. 双表头显示: 3.1/2位LED显示 4. 内置测试电压：10V、50V、100V、250、500、1000V 5. 基本准确度：1% 6 使用环境: 温度：0℃～40℃，相对湿度<80% 7 机内测试电压: 10/50/100/250/500/1000V 任意切换 8.供电形式: AC 220V，50HZ，功耗约5W 9. 仪器尺寸: 285mm× 245mm× 120 mm 10.质量: 约2.5KG 四、橡胶体积表面电阻率测定仪工作原理： 根据欧姆定律，被测电阻Rx等于施加电压V除以通过的电流I。传统的高阻计的工作原理是测量电压V固定，通过测量流过取样电阻的电流I来得到电阻值。从欧姆定律可以看出，由于电流I是与电阻成反比，而不是成正比，所以电阻的显示值是非线性的，即电阻无穷大时，电流为零，即表头的零位处是∞，其附近的刻度非常密，分辨率很低整个刻度是非线性的。又由于测量不同的电阻时，其电压V也会有些变化，所以普通的高阻计是精度差、分辨率低。 BEST121型数字高阻计是同时测出电阻两端的电压V和流过电阻的电流I，通过内部的大规模集成电路完成电压除以电流的计算，然后把所得到的结果经过A/D转换后以数字显示出电阻值，即便是电阻两端的电压V和流过电阻的电流I是同时变化，其显示的电阻值不象普通高阻计那样因被测电压V的变化或电流I的变化而变，所以，即使测量电压、被测量电阻、电源电压等发生变化对其结果影响不大，其测量精度很高(专利)，从理论上讲其误差可以做到零，而实际误差可以做到千分之几或万分之几。 五、橡胶体积表面电阻率测定仪典型应用： 1.测量防静电鞋、导电鞋的电阻值 2、测量防静电材料的电阻及电阻率 3、测量计算机房用活动地板的系统电阻值 4、测量绝缘材料电阻(率)
绝缘电阻的认识及测试标准
绝缘电阻地正确测量方法 现代生活日新月异,人们一刻也离不开电.在用电过程中就存在着用电安全问题,在电器设备中,例如电机、电缆、家用电器等.它们地正常运行之一就是其绝缘材料地绝缘程度即绝缘电阻地数值.当受热和受潮时,绝缘材料便老化.其绝缘电阻便降低.从而造成电器设备漏电或短路事故地发生.为了避免事故发生, 就要求经常测量各种电器设备地绝缘电阻.判断其绝缘程度是否满足设备需要.普通电阻地测量通常有低电压下测量和高电压下测量两种方式.而绝缘电阻由于一般数值较高（一般为兆欧级）.在低电压下地测量值不能反映在高电压条件下工作地真正绝缘电阻值.兆欧表也叫绝缘电阻表.它是测量绝缘电阻最常用地仪表.它在测量绝缘电阻时本身就有高电压电源,这就是它与测电阻仪表地不同之处.兆欧表用于测量绝缘电阻即方便又可靠.但是如果使用不当,它将给测量带来不必要地误差,我们必须正确使用兆欧表绝缘电阻进行测量. 兆欧表在工作时,自身产生高电压,而测量对象又是电气设备,所以必须正确使用,否则就会造成人身或设备事故.使用前,首先要做好以下各种准备： （）测量前必须将被测设备电源切断,并对地短路放电,决不允许设备带电进行测量,以保证人身和设备地安全. （）对可能感应出高压电地设备,必须消除这种可能性后,才能进行测量. （）被测物表面要清洁,减少接触电阻,确保测量结果地正确性. （）测量前要检查兆欧表是否处于正常工作状态,主要检查其“”和“∞”两点.即摇动手柄,使电机达到额定转速,兆欧表在短路时应指在“”位置,开路时应指在“∞”位置.资料个人收集整理，勿做商业用途 （）兆欧表使用时应放在平稳、牢固地地方,且远离大地外电流导体和外磁场. 做好上述准备工作后就可以进行测量了,在测量时,还要注意兆欧表地正确接线,否则将引起不必要地误差甚至错误. 兆欧表地接线柱共有三个：资料个人收集整理，勿做商业用途 一个为“”即线端,一个“”即为地端,再一个“”即屏蔽端（也叫保护环）,一般被测绝缘电阻都接在“”“”端之间,但当被测绝缘体表面漏电严重时,必须将被测物地屏蔽环或不须测量地部分与“”端相连接.这样漏电流就经由屏蔽端“”直接流回发电机地负端形成回路,而不在流过兆欧表地测量机构（动圈）.这样就从根本上消除了表面漏电流地影响,特别应该注意地是测量电缆线芯和外表之间地绝缘电阻时,一定要接好屏蔽端钮“”,因为当空气湿度大或电缆绝缘表面又不干净时,其表面地漏电流将很大,为防止被测物因漏电而对其内部绝缘测量所造成地影响,一般在电缆外表加一个金属屏蔽环,与兆欧表地“”端相连. 当用兆欧表摇测电器设备地绝缘电阻时,一定要注意“”和“”端不能接反,正确地接法是：“”线端钮接被测设备导体,“”地端钮接地地设备外壳,“”屏蔽端接被测设备地绝缘部分.如果将“”和“”接反了,流过绝缘体内及表面地漏电流经外壳汇集到地,由地经“”流进测量线圈,使“” 失去屏蔽作用而给测量带来很大误差.另外,因为“”端内部引线同外壳地绝缘程度比“”端与外壳地绝缘程度要低,当兆欧表放在地上使用时,采用正确接线方式时,“”端对仪表外壳和外壳对地地绝缘电阻,相当于短路,不会造成误差,而当“”与“”接反时,“”对地地绝缘电阻同被测绝缘电阻并联,而使测量结果偏小,给测量带来较大误差.
《测量金属丝的电阻率》的实验报告
《测量金属丝的电阻率》实验报告 徐闻一中：麦昌壮 一、实验目的 1.学会使用伏安法测量电阻。 2.测定金属导体的电阻率。 3.掌握滑动变阻器的两种使用方法和螺旋测微器的正确读数。 二、实验原理 设金属导线长度为l ，导线直径为d ，电阻率为ρ，则： 由S l ρ R =，得： l R d l RS 42?==πρ。 三、实验器材 已知长度为50cm 的被测金属丝一根，螺旋测微器一把，电压表、电流表各一个，电源一个，开关一个，滑动变阻器一只，导线若干。 四、实验电路 五、实验步骤 1.用螺旋测微器测三次导线的直径d ，取其平均值。
2.按照实验电路连接好电器元件。 3.移动滑动变阻器的滑片，改变电阻值。 4.观察电流表和电压表，记下三组不同的电压U和电流I的值。 5.根据公式计算出电阻率ρ的值。 六、实验数据 d/m U/V I/A R/Ωρ/Ω·m 第一次测量 2.80×10-4 5.00×10-17.8×10-2 6.41 1.97×10-7第二次测量 2.78×10-48.00×10-1 1.18×10-1 6.78 2.06×10-7第三次测量 2.82×10-4 1.00 1.46×10-1 6.84 2.18×10-7 七、实验结果 ρ平均=(1.97+2.06+2.18)÷3×10-7Ω·m=2.07×10-7Ω·m 八、实验结论 金属丝的电阻率是2.07×10-7Ω·m。
九、【注意事项】 1．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电访必须采用电流表外接法 2．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待洲金属导线的两端 3．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度．测量时应将导线拉直． 4．闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置 5．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度正的值不宜过大（电流表用0～0．6A量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大． 6.求R的平均值可用两种方法：第一种是用R＝U／I算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图像（U－I图线）的斜率来求出．若采用图像法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑． 十、误差分析 1.测金属丝直径时会出现误差，通过变换不同的位置和角度测量，然后再求平均值方法，达到减小误差的目的； 2.测金属丝长度时出现的误差，一定要注意到测量的是连入电路中的电阻丝的长度； 3.电压表、电流表读数时会出现偶然误差； 4.不论是内接法还是外接法，电压表、电流表内阻对测量结果都会产生影响；本实验中，由于金属丝的电阻不太大，应采用电流表外接法测电阻； 5.电流过大，通电时间过长，会使电阻丝发热导致电阻发生变化，产生误差
最新四探针法测电阻率
四探针法测电阻率
实验四探针法测电阻率 1．实验目的： 学习用四探针法测量半导体材料的体电阻率和扩散薄层的电阻率及方块电阻。 2．实验内容 ①硅单晶片电阻率的测量：选不同电阻率及不同厚度的大单晶圆片，改变 条件（光照与否），对测量结果进行比较。 ②薄层电阻率的测量：对不同尺寸的单面扩散片和双面扩散片的薄层电阻 率进行测量。改变条件进行测量（与①相同），对结果进行比较。 3．实验原理：
在半导体器件的研制和生产过程中常常要对半导体单晶材料的原始电阻率和经过扩散、外延等工艺处理后的薄层电阻进行测量。测量电阻率的方法很多，有两探针法，四探针法，单探针扩展电阻法，范德堡法等，我们这里介绍的是四探针法。因为这种方法简便可行，适于批量生产，所以目前得到了广泛应用。 所谓四探针法，就是用针间距约1毫米的四根金属探针同时压在被测样品的平整表面上如图1a 所示。利用恒流源给1、4两个探针通以小电流，然后在2、3两个探针上用高输入阻抗的静电计、电位差计、电子毫伏计或数字电压表测量电压，最后根 据理论公式计算出样品的电阻率［１］ I V C 23 =ρ 式中，C 为四探针的修正系数，单位为厘米，C 的大小取决于四探针的排列方法和针距，探针的位置和间距确定以后，探针系数C 就是一个常数；V 23为2、3两探针之间的电压，单位为伏特；I 为通过样品的电流，单位为安培。 半导体材料的体电阻率和薄层电阻率的测量结果往往与式样的形状和尺寸密切相关，下面我们分两种情况来进行讨论。 ⑴ 半无限大样品情形 图1给出了四探针法测半无穷大样品电阻率的原理图，图中(a)为四探针测量电阻率的装置；(b)为半无穷大样品上探针电流的分布及等势面图形；(c)和(d)分别为正方形排列及直线排列的四探针图形。因为四探针对半导体表面的接触均为点接触，所以，对图１（b ）所示的半无穷大样品，电流I 是以探针尖为圆心呈径向放射状流入体内的。因而电流在体内所形成的等位面为图中虚线所示的半球面。于是，样品电阻率为ρ，半径为r ，间距为dr 的两个半球等位面间的电阻为 dr r dR 2 2πρ = ， 它们之间的电位差为 dr r I IdR dV 2 2πρ= =。
表面电阻率测试标准
表面电阻率测试标准 1 Purpose: 目 的： 1.1To define the requirements and procedures of surface resistivity test. 本文旨在定义表面电阻测量的要求和步骤。 2 Scope: 范 围： 2.1The test method described in the document cover direct-current procedures for the determination of DC surface resistance and surface resistivity of electrical materials. 本方法用来测量电气材料的直流表面电阻，表面电阻率。 2.2This document shall be applicable to solid materials and products used and/or produced by PEAK, except of metal materials.. 本规范适用于必佳公司内生产及使用的,除金属材料外，其它固体材料及产 品的表面电阻和/或表面电阻率的测试。 3 Instrument ： 测试仪器 3.1MCP-HT260 Resistivity meter MCP-HT260型电阻率测试仪 3.2Model PSI-870 Surface Resistance/Resistivity Indicator PSI-870 型 表面电阻/表面电阻率测试仪 3.3PRF-912 miniature concentric ring fixture PRF-912型微型同心环型电极 3.4SRM-110 Surface Resistivity Meter SRM-110 型表面电阻率测试仪。 4 External Reference documents: 外部参考文件： 4.1ASTM D257-93 ：Standard test methods for DC resistance or conductance of insulating materials 绝缘材料的直流电阻或电导实验方法 4.2ASTM D4496: Test method for DC resistance or conductance of moderately conductive materials 中等导电材料的直流电阻或电导实验方法。 5 Definitions 定 义 5.1 Moderately conductive-Describe a solid material having a volume resistivity between 1 and 10,000,000 ohm-cm. 中等导电性：指固体材料的体积电阻率在10-10,000,000ohm-cm