電阻率是測量是電阻參數(shù)的關(guān)鍵,第二部分
電阻或電阻率測量需要兩根或四根線。兩線電阻測量是最常用方法,通常使用手持萬用表完成。今天的數(shù)字萬用表對于大多數(shù)應(yīng)用來說都相當(dāng)準確。
萬用表向未知電阻施加非常小的直流電流,并測量電阻兩端的電壓降,以歐姆為單位顯示結(jié)果。引線和觸點有一些電阻,這包含在結(jié)果中。只要引線和觸點的電阻低于被測樣品的電阻,則可以忽略引線或觸點的電阻,測得的電阻將是樣品的電阻。
為了提高兩線設(shè)置的準確性,實驗室萬用表可以在移除樣品的情況下測量電路內(nèi)引線和觸點的電阻。然后,儀表可以在測量測試樣本時將該值歸零,以獲得樣本的實際值。
四線電阻測量是測量非常小的電阻的最準確方法。電流和電壓施加在兩個獨立的電路中,也稱為源電路和感應(yīng)電路。這被稱為開爾文橋,經(jīng)常使用特殊的開爾文夾。Kelvinclips 通常是鍍金的,兩根正極線在接觸點電分離,兩根負極線在接觸點電分離。源電路向試樣施加已知電流。感測電路測量樣品兩端的電壓。給定來自源的已知電流,儀表然后可以計算并顯示電阻。這具有消除引線和觸點中大部分電阻的效果。如果測試夾具與四線電路一起使用,
接觸電阻可以通過先用兩線探針測量相同面積的測試樣品,然后用四線開爾文電橋測量,然后減去差值來求得。差值等于接頭中的接觸電阻。
重要因素
在相應(yīng)的測試方法中詳細說明了電氣測試程序的樣品制備。任何污染、氧化或表面不規(guī)則都會影響測試結(jié)果。溫度也必須考慮在內(nèi)。電子在不同的溫度下以不同的速度運動。不同元素的溫度效應(yīng)不同。金屬在加熱時會增加電阻率。隨著溫度的升高,半導(dǎo)體通常會失去電阻率。
復(fù)合材料和疊片對電阻率測試提出了特殊挑戰(zhàn)。濕度肯定會影響表面電阻率測量,并且取決于材料的吸水趨勢,尺寸和電阻值可能會受到影響。
在墊片和粘合劑等一些材料中,雖然化合物可能通過材料具有很強的導(dǎo)電性,但導(dǎo)電懸浮顆粒的相對隔離會阻止線性電阻測量。這些材料被認為是各向異性的。這些粘合劑廣泛用于柔性電路和某些太陽能電池板應(yīng)用。對于這些材料,不能應(yīng)用真正的體積電阻法。
在一個電路中,或者當(dāng)多個電阻器或?qū)щ姴牧显趩蝹€路徑中連接到地或儀表時,該測量稱為串聯(lián)電阻測量。電阻是通過加總所有電阻來計算的。太陽能電池是串聯(lián)電路的一個例子。在這種情況下,單位表示為 ?©-cm 2。
電阻率測量示例
不到 25 年前,當(dāng)大多數(shù)電氣產(chǎn)品都是高電壓且體積龐大時,材料的電阻和電導(dǎo)不需要非常精確。當(dāng)今電子應(yīng)用的小型化和低功率效率正在推動電阻率測量。您不能自動假設(shè)規(guī)格表提供了滿足每個應(yīng)用程序所需的準確信息。一個典型的測試可以從在多個隨機位置測量已知絕緣體的表面或體積電阻率開始,以確認供應(yīng)商的樣品在數(shù)據(jù)表中指定的范圍內(nèi)并且材料是正確的。
電阻是太陽能電池板制造商的關(guān)鍵測量值。太陽能電池板的額定功率取決于它可以產(chǎn)生多少功率。太陽能電池板電路中的每個組件,從光伏收集器到終端端子,要么有助于電流的傳導(dǎo),要么有助于隔離承載該電力的電流。在完成的面板中對此進行的總測量稱為串聯(lián)電阻測量。每個成分都有助于這種阻力的累積效應(yīng)。
電路中的電阻越高,面板消耗的能量越多,產(chǎn)生的功率就越少。電路中的串聯(lián)電阻既包括導(dǎo)體固有的“體”電阻,又包括母線帶和元件之間的“接觸”電阻。這代表了電阻測量的低端。在高端,還必須測量絕緣體,包括外殼和包含太陽能電池板導(dǎo)電組件的面板的其他部分,以確保它們防止電流泄漏,從而防止功率損失。通常測量絕緣體的“表面電阻率”。
電阻率測量至關(guān)重要的另一個應(yīng)用是 ESD(靜電放電)防護。某些電子、運輸和軍事/航空航天應(yīng)用要求材料具有導(dǎo)電性,以便將 ESD 產(chǎn)生的電流從關(guān)鍵的低功率電路中汲取。體電阻或表面電阻測試可讓您測量材料防止電路因 ESD 損壞的能力。此外,測量可能揭示問題或問題的解決方案,可以通過選擇更合適的材料來解決,特別是在電子外殼的層壓板或墊片選擇方面。