四孔楔形气动探针标定与灵敏度分析

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四探针操作规范范文

四探针操作规范范文一、引言四探针操作是一种用于测试材料电学特性的方法，它通过测量材料的电流和电压来确定材料的电阻率、电导率和电阻等重要参数。

四探针操作具有高精度、非破坏性和简便的特点，在材料科学、电子工程和物理学等领域有着广泛的应用。

为确保四探针操作的准确性和可靠性，制定本操作规范。

二、仪器和设备准备1.确保四探针操作所需仪器设备的正常工作。

包括四探针测试仪、电源、数字多表、采样电阻和测试样品等。

2.检查四探针测试仪的校准情况，保证其测量精度符合要求。

3.根据测试需求选择合适的采样电阻，并确保其电阻值稳定、接触良好。

三、测试样品的准备和处理1.选择合适的测试样品，根据材料的特性和测试需求决定样品的形状和尺寸。

2.确保样品表面洁净，去除可能影响测量的尘埃、油污和氧化物等，可以使用专用清洗剂进行清洗。

3.在测试样品表面涂覆一层导电涂层，以确保四探针与样品表面之间有良好的电接触。

常用的导电涂层有铜粉、银膏等。

四、操作步骤1.将测试样品放置在四探针测试台上，并进行样品的定位和固定，保证测试过程中样品的稳定性。

2.将四个探针分别插入测试样品的四个角，探针与样品表面之间的接触点应均匀分布，并保持与样品表面垂直。

3.打开四探针测试仪和电源，调节电源输出电压和电流为预设值。

4.根据四探针测试仪的操作手册进行操作，选取测量模式和参数，并开始测试。

5.测试过程中，避免干扰源的影响，如电磁场、阳光直射等。

6.测量完成后，关闭四探针测试仪和电源，拔出探针和测试样品。

五、数据处理和分析1.将四探针测试仪测得的原始数据导入计算机，并进行数据清洗和去噪，去除异常值和噪声干扰。

2.根据导出的数据文件，计算样品的电阻率、电导率和电阻等参数。

3.根据测试需求，对数据进行统计和分析，得出相应的结论。

六、数据记录和报告1.将实验过程中的操作步骤、测试参数和结果等详细记录，并保存原始数据文件。

2.撰写实验报告，包括实验目的、原理、方法、结果和讨论等内容。

四探针测试电阻率实验指导

V( r ) I ………………………(2) 2 r
可以看到，探针 2 处的电势 V2 是处于探针点电流源+I 和处于探针 4 处的点
电流源-I 贡献之和，因此： I 1 1 V2 ( ) ………………… (3) 2 s 2s 同理，探针 3 处的电势 V3 为
V3 I 1 1 ( ) …………………… (4) 2 2s s
图 1 测量方阻的四探针法原理
对半无穷大均匀电阻率的样品，若样品的电阻率为，点电流源的电流为 I，则当电流由探针流入样品时，在 r 处形成的电势 V( r ) 为
V( r ) I ………………………(1) 2 r
同理，当电流由探针流出样品时，在 r 处形成的电势 V( r ) 为
R 单位为 / 。可见， R 阻值大小与正方形的边长无关，故取名为方块电
阻，仅仅与薄膜的厚度有关。用等距直线排列的四探针法，测量薄层厚度 d 远小于探针间距 s 的无穷大薄层样品，得到的电阻称之为薄层电阻。
图 2 薄层电阻示意图在用四探针法测量半导体的电阻率时，要求探头边缘到材料边缘的距离远远大于探针间距，一般要求 10 倍以上；要在无振动的条件下进行，要根据被测对象给予探针一定的压力，否则探针振动会引起接触电阻变化。光电导和光电压效应严重影响电阻率测量，因此要在无强光直射的条件下进行测量。半导体有明显的电阻率温度系数，过大的电流会导致电阻加热，所以测量要尽可能在小电流条件下进行。高频讯号会引入寄生电流，所以测量设备要远离高频讯号发生器或者有足够的屏蔽，实现无高频干扰。
实验名称：四探针法测量半导体的电阻率和方块电阻
一、实验目的:
1．掌握四探针法测量半导体材料电阻率和方块电阻的基本原理。 2．掌握半导体电阻率和方块电阻的测量方法。 3. 掌握半导体电阻率和方块电阻的换算。 4．了解和控制各种影响测量结果的不利因素。

四探针说明书要点

SZT-2C四探针测试仪
使用说明书
一概述
SZT-2C型数字式四探针测试仪是运用四线法测量原理的多用途
综合测量装置，配上专用的四探针测试架，即可以测量片状，块状或
柱状半导体材料的径向和轴向电阻率，测量扩散层的薄层电阻（亦称方块电阻）。

四探针测试架有电动，手动，手持三种可以选配，另外
还配有四个夹子的四线输入插头用来作为测量线状或片状电阻的
中，低阻阻值。

仪器由主机，测试架等部份组成，测试结果由液晶显示器显示，
同时，液晶显示器还显示测量类型（电阻率，方块电阻和电阻）;探头修正系数和温度值，用来监测仪器使用时的环境温度。

主机由开关电源，DC/DC变换器，高灵敏度电压测量部份，高稳
定度恒流源，和微电脑控制系统组成。

由於采用大规模集成电路，所
以仪器可靠性高，测量稳定性好。

测试探头采用宝石导向轴套和高硬度钢针，定位准确，游移率小，使用寿命长。

仪器适用於半导体材料厂，半导体器件厂，科研单位，高等院校对半
导体材料电阻性能的测试。

本仪器工作条件为：
使用温度：23℃±3℃
相对湿度：50%~70%
1。

气动量仪校准方法[优质ppt]

气动量仪校准方法
依据： JJG356-2004气动测量仪检定规程
气动量仪校准方法
放大倍数调整旋钮
零位调整旋钮输出接头
刻度尺进气阀
放大倍数分度值
浮标
进气口
出气口锲形块
测头上下调整装置微分装置/分度0.2μm
气动量仪检定装置
6、观看浮标位置如果浮标位置已经在刻度内则
执行9，如果浮标位置不在刻度位置
内则执行7
7、如果6处浮标不在刻度范围内，则慢慢调整测头高低，观测浮标是否在刻度范围内
3、此两口用我们的软管连接
4、此出气口下放任一量块，测头不要与量块接触，留
一定间隙2、拔掉气动测头管源自1、先关掉气阀 5、打开气阀
10、观看浮标是否从下限到上限(或者上限到下限)，如果是，则按9步骤调整浮标到零位开始按校准点校准，如果不是则调整放大倍数旋钮重新调整后重新按照重复 8、9、10步骤
放大倍数旋钮
8、调整零位按钮使浮标位于刻线最上端或者最下端
9、按照测量范围(上下限测量范围)旋转测微头到整个量程
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国内首家燃气余热电厂新疆投运

Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ：ＵｎｉｖｅｒｓｉｔａｅｔＳｔｕｔｔｇａｒｔ，１９８９．
［Ｄ］．Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ
［４］苏海林．实验汽轮机内湿蒸汽两相流的实验研究［Ｄ］．上海：
上海理工大学，２００４．
蒌
２）标定系数ＣＰ。（攻角特性系数）、ＦＭＰ（马赫数特性系数）、ＣＰ（总压特性系数）、ＣＰ（动压特性系数）绘制的曲面光滑，对探针实、？贝４参
３）与ｃＰ相似，由图７可知，删Ｐ严格地随被描述参数（马赫数Ｍａ）单调变化，其中在马赫数（０．３～０．７）范围内，
ＥｕｒｏｐｅａｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅＯｆＴｕｒｂｏｍａｃｈｉｎｅｒｙ．Ｆｉｒｅｎｚｅ，Ｉｔａｌｙ：
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ｌｓ．ｎ．］，２００１：７８３ — ７９２．
［３］ＥＹＢＧ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｅｌｌｅＵｎｔｅｒｓｕｃｈｕｎｇｅｎｄｅｓＳｔｒｏｅｍｕｎｇｓｆｅｌｄｅｓａｍＭｏｄｅｌｌｅｉｅｒｎＮＤ— Ｄａｍｐｉｕｆｒｂｉｅｎ日北极星电力网报道，国内首个利用燃气尾气余热发电项目已在新疆霍城县投入运行。据位于霍城县莫乎尔牧场的利霍能源有限公司总经理刘章华向记者介绍说，利霍能源的原料来自西气东输二线霍尔果斯压气首站燃气加压过程中产生的高温尾气：高温尾气进人利霍能源的锅炉，锅炉每小时产生的１１０吨蒸汽通过管道驱动２．５万千瓦汽轮机，热能转换成了电能，再由该企业１１０千伏升压站将电流源源不断送往附近的电网。总投资２亿多元的利霍能源，目前已安装两台２．５万千瓦汽轮机，其中一台今年６月投入运行，另一台预备用来利用西气东输三线燃气加压产生的余热。

四探针测电阻率实验指导书及SZT-2A四探针测试仪使用说明书

实验七四探针法测量材料的电阻率一、实验目的（1）熟悉四探针法测量半导体或金属材料电阻率的原理（2）掌握四探针法测量半导体或金属材料电阻率的方法二、实验原理半导体材料是现代高新技术中的重要材料之一，已在微电子器件和光电子器件中得到了广泛应用。

半导体材料的电阻率是半导体材料的的一个重要特性，是研究开发与实际生产应用中经常需要测量的物理参数之一，对半导体或金属材料电阻率的测量具有重要的实际意义。

直流四探针法主要用于半导体材料或金属材料等低电阻率的测量。

所用的仪器示意图以及与样品的接线图如图1所示。

由图1(a)可见，测试过程中四根金属探针与样品表面接触，外侧1和4两根为通电流探针，内侧2和3两根是测电压探针。

由恒流源经1和4两根探针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它两根探针（探针2和探针3）之间的电压V23。

a b图1 四探针法电阻率测量原理示意图若一块电阻率为的均匀半导体样品，其几何尺寸相对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22r π，电流密度为2/2j I r π= （1）根据电流密度与电导率的关系j E σ=可得2222jI I E r rρσπσπ=== （2）距离点电荷r 处的电势为 2I V r ρπ=（3）半导体内各点的电势应为四个探针在该点所形成电势的矢量和。

通过数学推导，四探针法测量电阻率的公式可表示为123231224133411112()V V C r r r r I Iρπ-=--+∙=∙ （4）式中，11224133411112()C r r r r π-=--+为探针系数，与探针间距有关，单位为cm 。

若四探针在同一直线上，如图1(a)所示，当其探针间距均为S 时，则被测样品的电阻率为1232311112()222V V S S S S S I Iρππ-=--+∙=∙ （5）此即常见的直流等间距四探针法测电阻率的公式。

四探针测试仪作业指导书

目录一. 目的 (003)二. 范围 (003)三. 职责 (003)四. 名词定义 (003)五. 内容 (003)六. 安全 (005)七．设备材料 (005)八. 相关文件 (005)九. 记录 (005)1. 目的：规范四探针测试仪的操作与维修保养工作。

2. 范围：适用于车间内四探针测试仪的操作与维修保养工作。

3. 职责：3.1 负责扩散后方块电阻的测试。

3.2 规范操作，为测试数据规范化提供依据。

3.3 负责发现扩散后硅片质量、工艺异常状况时的反映。

4名词定义：4.1 SDY-4型四探针测试仪5.内容:5.1 仪器介绍：SDY-4型四探针测试仪是根据单晶硅物理测试方法国家标准并参考美国A.S.T.M标准设计的半导体材料电阻率及方块电阻(薄层电阻)测试专用仪器.仪器以大规模集成电路为核心部件,采用平面轻触式开关控制,及各种工作状态LED指示.应用微计算机技术，利用HQ－710E型测量数据处理器，使得测量读数更加直观、快速，整套仪器体积小、功耗低、测量精度高、测试速度快、稳定性好、易操作。

本仪器可满足半导体材料、器件的研究生产单位对材料(棒材、片材)电阻率及扩散层、离子注入层、异型外延层和导电薄膜方块电阻测量的需要。

5.2 仪器电气原理如图（1）所示：电流选档 A/D 显示换相控制图(1)仪器电气原理框图5.3 SDY-4型四探针测量原理如图（2)所示：将四根排成一条直线的探针以一定的压力垂直地压在被测样品表面上，在l、4探针间通以电流I(mA)，2、3探针间就产生一定的电压V(mV)(如图1)。

测量此电压并根据测量方式和样品的尺寸不同，计算样品的电阻率或方块电阻:图（2）直线四探针法测试原理图5.4 仪器面板说明如图（3）所示：SDY-4型四探针测试仪主要由主机（电气测量装置）和测试台组成，两部分独立放置，通过连接线联接。

⑨⑩①②③④⑤⑥⑦⑧图（3）主机前面板说明按键和旋钮说明如下：①---主机数字及状态显示器；②、③、④、⑤---测量电流量程选择按键，共四个量程（0.1mA、1mA、 10mA、 100mA）；⑥---R□/ρ测量选择按键，开机时自动设置在“R□”位；⑦---测量电流方式选择按键，开机时自动设置在“I”（电流）位；⑧---电流换向按键；⑨---电流粗调电位器；⑩---电流细调电位器；5.5 使用方法仪器：首先按照说明连接四探针探头与SDY-4主机，接上电源，再按以下步骤进行操作：5.5.1 开启主电源开关，此时“R□”和“I”指示灯亮，预热约5分钟；5.5.2 估计所测样品方块电阻的范围，按表1选择电流量程，按下②、③、④、⑤中相应的键（如无法估计样品方块电阻的范围，则可以以“0.1mA”量程进行测试，再以该测试值作为估计值按表1选择量程）；方块电阻（Ω/□）电流量程（mA)< 2.5 1002.0—2.5 1020 — 250 1>200 0.1表1方块电阻测量时电流量程选择表5.5.3 放置样品压下探针，使样品接通电流。

四探针绝缘电阻测试方法

四探针绝缘电阻测试方法引言：在电力、电子、通信等领域中，绝缘电阻是一个重要的电气性能指标。

绝缘电阻测试是用来判断电器设备或电路中绝缘材料是否能有效地隔离电流的一种方法。

而四探针绝缘电阻测试方法是一种常用的测试手段，它通过使用四根探针同时接触被测物体的表面，以准确测量其绝缘电阻值。

本文将详细介绍四探针绝缘电阻测试方法的原理、步骤和注意事项。

一、原理四探针绝缘电阻测试方法是基于电流与电压的关系来进行测试的。

在测试时，通过施加一定电压，然后测量通过被测物体产生的电流，从而计算得到其绝缘电阻值。

四探针绝缘电阻测试方法相对于传统的两探针测试方法具有更高的准确性和稳定性。

其原理如下：1. 施加电压：在测试过程中，需要施加一个稳定的直流电压到被测物体上。

这个电压通常是由测试设备提供，并且可以根据被测物体的要求进行调整。

2. 测量电流：在施加电压的同时，通过四根探针分别接触被测物体的表面。

这四根探针中的两根用于施加电压，另外两根用于测量电流。

由于采用了四探针测量法，电流测量的准确性更高，可以减小接触电阻对测试结果的影响。

3. 计算电阻：通过测量得到的电流值，再根据欧姆定律，可以计算出被测物体的绝缘电阻值。

绝缘电阻的计算公式为：绝缘电阻 = 电压 / 电流。

二、步骤四探针绝缘电阻测试方法的步骤如下：1. 准备测试设备：首先，需要准备一台专用的四探针绝缘电阻测试仪。

这种测试仪通常包括一个电源模块、一个电流测量模块和一个显示屏。

2. 连接被测物体：将被测物体与测试仪进行连接，确保连接可靠稳定。

同时，要确保被测物体表面干净无污染，以保证测试的准确性。

3. 施加电压：根据被测物体的要求，设置合适的测试电压。

一般来说，测试电压应该在被测物体的额定电压范围内。

4. 接触探针：使用四根探针同时接触被测物体的表面。

其中两根探针用于施加电压，另外两根探针用于测量电流。

确保探针与被测物体的接触良好，避免接触电阻对测试结果的影响。

5. 测量电流：在施加电压的同时，测试仪会自动测量被测物体上的电流。

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压力信号的分析与计算，能够反演出气流速度的方向与大小。首先用Ｆｌｕｅｎｔ进行数值模拟，计算了探针不同楔形角（７０。、９０。、１２０。）对气流偏转方向的敏感性能，对其进行对比得出了在７Ｏ。楔形角的情况下，探针对气
流偏转灵敏度最高，ｌ。的变化就可以测得，考虑坐标架的转动控制，实际可以控制在２。以内。在德国斯图加
特大学热力透平与机械研究所标准风洞中对７０。楔形角探针进行气动标定和灵敏度验证，获得该探针流场测
量的标定系数，证实了数值模拟的结果。关键词：四孔楔形探针；风洞标定；灵敏度
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｌｆｏｗｆｉｅｌｄｉｎｔｈｅｌａｓｔｓｔａｇｅｏｆｗｅｔｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅｉｓｄｉｉｃｆｕｌｔｂｕｔｉｍｐｏｒｔａｎｔ．Ｔｈｅ４一
中图分类号：ＴＫ２６１
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２ — ５５４９（２０１３）０３ — ０１６１ — ０４
ＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄＳｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙＡｎａｌｙｓｉｓｏｆ４－ＨｏｌｅＷｅｄｇｅＰｎｅｕｍａｔｉｃＰｒｏｂｅ
ｃｈａｎｇｅｏｆｆｌｏｗｄｉｒｅｃｔｉｏｎｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｆｏｒｔｈｒｅｅｐｒｏｂｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗｅｄｇｅａｎｇｌｅｓ（７Ｏ。，９０。，１２０。）．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓ
ｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｐｒｏｂｅｗｉｔｈ７０。ｗｅｄｇｅａｎｇｌｅｈａｄａｍｕｃｈｈｉｇｈｅｒｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｍｏｎｇｔｈｒｅｅｐｒｏｂｅｓａｎｄｗａｓｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｏａｍｉｎｉｍｕｍｌｆｏｗｄｉｒｅｃｔｉｏｎｃｈａｎｇｅｏｆ２ｄｅｇｒｅｅ．Ａｌｓｏ，ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｌａｃｌｉａｂｒａｔｉｏｎｏｆ７０。ｗｅｄｇｅｐｒｏｂｅｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｉｎｔｈｅｓｐｅｃｉａｌｄｅｓｉｇｎｅｄｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌｂｕｉｌｔａｔＩＴＳＭ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｔｕｔｔｇａｒｔ．Ｆｉｖｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄａｆｔｅｒｔｈｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｔｏｍｏｄｉｆｙｔｈｅｒｅａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｌｆｏｗｉｆｅｌｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓａｌｓｏｃｏｎｉｆｒｍｅｄｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｎｅｕｍａｔｉｃｗｅｄｇｅｐｒｏｂｅ；ｃｌｉａｂｒａｔｉｏｎ；ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ
ｈｏｌｅｗｅｄｇｅｐｎｅｕｍａｔｉｃｐｒｏｂｅｗａｓｗｉｄｅｌｙｕｔｉｌｉｚｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｅａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｐｎｅｕｍａｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｌｆｏｗｉｆｅｌｄｄｅｐｅｎｄｉｎｇｏｎｔｈｅｆｏｕｒｐｒｅｓｓｕｒｅｓｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｐｒｏｂｅ．Ｎｕｍｅｉｒｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｆｏｒｔｈｅｐｒｏｂｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｔｏｔｈｅｓｌｉｇｈｔ
Ｌ／Ｓｈｉ — ｚｈｕ，ＣＡＩＸｉａｏ — ｓｈｕ，ＸＵＣｈｅｎｇ — ｚｅ，ＺＨＯＵＷｕ，ＪＩＮＮａ
（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰａｒｔｉｃｌｅａｎｄＴｗｏ－ｐｈａｓｅＦｌｏｗＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｈａｎｇｈａｉｆｏｒＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９３，Ｃｈｉｎａ）
第４２卷
第３期
Ｖａ１．பைடு நூலகம்４２Ｎｏ．３
２０１３年９月
Ｓｅｐ．２０１３
四孔楔形气动探针标定与灵敏度分析
黎石竹，蔡小舒，徐呈泽，周骛，金娜
（上海理工大学颗粒与两相流测量研究所，上海２０００９３）摘要：在汽轮机末级湿蒸汽测量中，采用四孔楔形探针对流场进行测量。探针上布置有４个测压孔，通过对