电阻值与电阻率的测量详解.ppt

交流放大法 交流放大法 目前的振动电容超高阻计，能够测量1019欧的绝缘电阻。 思想：利用电子放大特性，设法克服直流放大器的零点漂移，实现更小电流的测试。 交流放大法 过程：被测直流电流Ix经换流器转换成交流信号，经交流放大器放大后再转换成直流，然后利用直流指示器进行测试。 关键：如何将微弱的直流小信号转换成交流信号。通常借助换流器或转换器来实现。 四探针法测量电阻率 四探针法测量电阻率 用四探针法测量半导体电阻率是法尔特（Valdes）1954提出来的，现在已获得广泛的应用，成为半导体电阻率测量中用得最多的一种方法。 基本思想：根据馈入点的电流测取任意两点间电位差，来确定半导体的电阻率的方法。 探针间的距离可用显微镜进行测量。 探针台 半导体参数分析仪 吉时利仪器公司的基本测试能力是： 电流1×10-17A，电压1×10-12V， 电阻1×10-10Ω—1×10-20Ω， 电荷1×10-10C， 温差1×10-6度， 这代表了当今极弱信号测量的世界领先水平。 如何选择合适的电阻测量方法？ 具体分析后确定 首先，要根据测量的要求，如测量精度、测量范围、测量数量和测量速度，正确合理地选用。 测量仪器精度愈高或测量电阻值愈大的仪器，灵敏度愈高，调节花费时间越长，而且受外界影响大，不适合快速、大量的测量。 如何选择合适的电阻测量方法？ 其次，要根据现有设备和测试条件，因地制宜地考虑。 不能一味去追求高精度、高灵敏度、宽测量范围的仪器。因为，有时不仅测量不出好的数据，相反费时很多。 如何选择合适的电阻测量方法？ 第三，测量应尽可能简单易行，而且测试条件尽量与使用场合的条件相接近。 可进行预处理和条件处理。 作业题 1.采用运算放大器构成内阻很低的安培表进行较高阻值的测量，给出可能的实现电路，并简述测量原理。 2.适用于中阻测量的惠斯顿电桥，一般不应对换电源对角线和检流计对角线，从电桥灵敏度的角度进行考虑。对换连接方式前后，分别推导出电桥不平衡时，流经检流计的电流Ig1和Ig2。（选做题：试着计算d Ig1/dRx，以定量的方式描述对换连接方式对灵敏度的影响,） 第一章课后习题2和4 * 精密电阻仪 超低阻 10-12Ω~ 10-7Ω 低阻 10-6Ω~ 10Ω 中阻 10Ω~ 106Ω 高阻 107Ω~ 1012Ω 超高阻 1013Ω~ 1019Ω AT512 精密电阻测试仪 测量范围0.1μΩ～110MΩ的电阻， 最大显示105,000数， 最高测试速度可达150次/秒， 基本准确度高达0.01%。 精密电阻仪 高精度的高、中、低值电阻器； 各种开关接触电阻； 接插件接触电阻； 继电器线包和触点电阻； 变压器、电感器、电机、偏转线圈绕线电阻； 导线电阻；车、船、飞机的金属铆接电阻； 印制版线条和孔化电阻等 高阻和超高阻的测量 高阻和超高阻的测量 实质：微小电流的测试问题。 包括 检流计法（直接偏转法、比较法、充电法） 自放电法 高阻计法 交流放大法 检流计法直接偏转法 利用直接偏转原理来测量； 直接测试通过绝缘介质材料或电容器材料的电流来实现其绝缘电阻测量； 实质：依据电流电压法的原理测量。 高灵敏检流计的构成 用细悬丝把线圈悬挂在磁场中，悬镜上固定一面小镜M作为光学指示器。 当电流通过线圈时，悬挂在磁场中的线圈受到磁场作用而偏转。 通过测量线圈转动的角度（利用小镜的反射光作指示），即可测量电流的大小。 直流电源电压U，100~1000V，稳压电源，电压稳定，大小可调，其波动不大于±5% 保护电阻RK, 材料或试样的绝缘电阻意外降低时，或者材料或试样被击穿而造成短路时，不致有过大的电流通过检流计而烧毁。 电压表V，采用静电式电压表或磁电式电压表。 分流器N，用以保护检流计和扩大电阻值测量范围。为保证调节的精确，通常按十进制等级从1/10000~1/1，分流比的定义， K1、K2、K3是具有优良绝缘的转换开关。 高灵敏度检流计G，可采用光学多次反射原理来提高灵敏度。 测量过程 检查线路有无漏电流； 测定检流计的灵敏常数Ca，式（1-27） ； 测量材料的绝缘电阻，式（1-28）； 测量范围，可达到1013欧 检查线路有无漏电流 1.不放入试样，闭合开关K1，加测试电压，开关K2扳向1位置， 逐渐增大分流比，直到1:1，观察检流计有无偏转。 2.若无偏转，改变电源电压极性，重复上述步骤。 测定检流计的灵敏常数Ca 短接试样，加适当电压； 逐级改变分流比，直到检流计有明显读数为止，记下电压值、偏转数及分流比； 改变电源极性，重复测量一次，取平均值。 测量材料的绝缘电阻 将试样接入，其余测试步骤与测量检流计灵敏常数相同。 误差来源 估算可测的绝缘电阻的最大值 测量方法上，保护电阻Rk的分压