电阻率是测量是电阻参数的关键,第二部分
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电阻或电阻率测量需要两根或四根线。两线电阻测量是最常用方法,通常使用手持万用表完成。今天的数字万用表对于大多数应用来说都相当准确。
万用表向未知电阻施加非常小的直流电流,并测量电阻两端的电压降,以欧姆为单位显示结果。引线和触点有一些电阻,这包含在结果中。只要引线和触点的电阻低于被测样品的电阻,则可以忽略引线或触点的电阻,测得的电阻将是样品的电阻。
为了提高两线设置的准确性,实验室万用表可以在移除样品的情况下测量电路内引线和触点的电阻。然后,仪表可以在测量测试样本时将该值归零,以获得样本的实际值。
四线电阻测量是测量非常小的电阻的最准确方法。电流和电压施加在两个独立的电路中,也称为源电路和感应电路。这被称为开尔文桥,经常使用特殊的开尔文夹。Kelvinclips 通常是镀金的,两根正极线在接触点电分离,两根负极线在接触点电分离。源电路向试样施加已知电流。感测电路测量样品两端的电压。给定来自源的已知电流,仪表然后可以计算并显示电阻。这具有消除引线和触点中大部分电阻的效果。如果测试夹具与四线电路一起使用,
接触电阻可以通过先用两线探针测量相同面积的测试样品,然后用四线开尔文电桥测量,然后减去差值来求得。差值等于接头中的接触电阻。
重要因素
在相应的测试方法中详细说明了电气测试程序的样品制备。任何污染、氧化或表面不规则都会影响测试结果。温度也必须考虑在内。电子在不同的温度下以不同的速度运动。不同元素的温度效应不同。金属在加热时会增加电阻率。随着温度的升高,半导体通常会失去电阻率。
复合材料和叠片对电阻率测试提出了特殊挑战。湿度肯定会影响表面电阻率测量,并且取决于材料的吸水趋势,尺寸和电阻值可能会受到影响。
在垫片和粘合剂等一些材料中,虽然化合物可能通过材料具有很强的导电性,但导电悬浮颗粒的相对隔离会阻止线性电阻测量。这些材料被认为是各向异性的。这些粘合剂广泛用于柔性电路和某些太阳能电池板应用。对于这些材料,不能应用真正的体积电阻法。
在一个电路中,或者当多个电阻器或导电材料在单个路径中连接到地或仪表时,该测量称为串联电阻测量。电阻是通过加总所有电阻来计算的。太阳能电池是串联电路的一个例子。在这种情况下,单位表示为 Ω-cm 2。
电阻率测量示例
不到 25 年前,当大多数电气产品都是高电压且体积庞大时,材料的电阻和电导不需要非常精确。当今电子应用的小型化和低功率效率正在推动电阻率测量。您不能自动假设规格表提供了满足每个应用程序所需的准确信息。一个典型的测试可以从在多个随机位置测量已知绝缘体的表面或体积电阻率开始,以确认供应商的样品在数据表中指定的范围内并且材料是正确的。
电阻是太阳能电池板制造商的关键测量值。太阳能电池板的额定功率取决于它可以产生多少功率。太阳能电池板电路中的每个组件,从光伏收集器到终端端子,要么有助于电流的传导,要么有助于隔离承载该电力的电流。在完成的面板中对此进行的总测量称为串联电阻测量。每个成分都有助于这种阻力的累积效应。
电路中的电阻越高,面板消耗的能量越多,产生的功率就越少。电路中的串联电阻既包括导体固有的“体”电阻,又包括母线带和元件之间的“接触”电阻。这代表了电阻测量的低端。在高端,还必须测量绝缘体,包括外壳和包含太阳能电池板导电组件的面板的其他部分,以确保它们防止电流泄漏,从而防止功率损失。通常测量绝缘体的“表面电阻率”。
电阻率测量至关重要的另一个应用是 ESD(静电放电)防护。某些电子、运输和军事/航空航天应用要求材料具有导电性,以便将 ESD 产生的电流从关键的低功率电路中汲取。体电阻或表面电阻测试可让您测量材料防止电路因 ESD 损坏的能力。此外,测量可能揭示问题或问题的解决方案,可以通过选择更合适的材料来解决,特别是在电子外壳的层压板或垫片选择方面。