双极板碳毡接触电阻测试仪

双极板碳毡接触电阻测试仪 

双极板碳毡接触电阻测试仪

选择仪器的关键考虑因素?

?测量对象：? 是半导体微结构（需 TLM/CBKR）还是宏观连接器/触点（测 Rc）？

?目标参数：? 主要报告接触电阻（Rc）还是必须获得接触电阻率（ρc）？

?精度要求：? 需要 nV/μΩ 级分辨率？测量不确定度要求？

?电流范围：? 典型测试电流大小（避免发热影响测量）。

?压力控制：? 所需压力范围、精度及控制方式（手动/自动）。

?符合标准：? 是否需要遵循特定行业标准（如 EIA-364, MIL-STD， JESD）？

?自动化程度：? 手动单次测量 vs 自动多点/压力扫描？

原理：?

?核心：开尔文四线法（四端子法）?：

一对电极（C1， C2）施加恒定电流（I）。

另一对电极（P1， P2）位于接触界面附近测量电压降（V）。

?接触电阻 Rc = V / I? （消除了引线电阻和部分体电阻）。

?专用夹具：? 精确控制接触压力（通过砝码、气动、伺服电机），稳定固定样品。

?微电流/电压测量：? 使用精密源表（SMU）或微欧计提供稳定电流（通常几mA~几A），测量 μV 级电压。

?接触电阻率（ρc）估算难点：?

?有效接触面积（A）未知：? 宏观接触是多个微观接触点的集合，真实 A 远小于表观面积。

特点：? 适用于快速、无损检测均匀导体薄膜或箔材（如金属）。对碳素薄膜应用有限，精度通常不如接触法。

代表品牌：? 通常作为专用设备或集成到生产线中。

选择建议

明确首要需求：?

样品形态？? (块、片、膜、粉、纤)

预期电阻率范围？?

精度要求？? (研发高精度 vs 工业现场控制)

是否需温控？?

是否需符合特定标准？? (如GB/T 24525, ASTM C611)

预算范围？?

优先考虑：?

块体/板材碳素材料：? ?专用四探针电阻率测试仪? 通常是? 佳选择?，操作便捷，符合主流标准，精度有保障。

薄膜/涂层：? ?四探针法（尤其范德堡法）? 或专用薄膜电阻测试夹具配合源表。

粉末/纤维/复合材料：? 可能需要定制夹具，结合 ?源表 + 定制夹具? 或专用测试系统灵活性更高；粉末需压片后按块体测量。

高精度、多场景研发：? ?源表 (SMU)? 是强大而灵活的选择。

工业现场快速抽检：? 专用、坚固、操作简单的四探针仪或两电极仪。

考察关键参数：? 电流/电压量程与分辨率、精度、电阻率计算功能、夹具兼容性、软件功能、符合标准情况。

四探针法：?

 主流、 推荐的碳素材料块体/薄膜测试方法。?

优点：? 有效消除接触电阻和引线电阻的影响，测量精度高，尤其适合中等电阻率材料（碳素材料大多在此范围）。

缺点：? 需要样品表面平整，探针间距需精确（或已知），边缘效应需修正（尤其是小样品）。

类型：? 直线四探针（ 常用）、方形四探针（范德堡法，适合不规则薄片）。

两电极法 + 四线制：?

在样品两端施加电流电极，在更内侧测量电压电极。

优点：? 接线相对简单，可通过四线制消除引线电阻影响。

缺点：? 电流分布不如四探针均匀，接触电阻仍可能对电压测量点有影响（尽管四线制已大幅降低），精度通常低于四探针法。适用于电阻率较高或较低，或形状受限的样品。

非接触法（涡流法）：?

优点：? 完全无损，无需接触样品，速度快，适合在线或快速筛查。

缺点：? 测量精度通常低于接触法（尤其对薄层或复杂形状），需要校准标准样品，测量的是“等效电阻率”，受材料磁导率、厚度、表面状况影响较大。更适合均匀导体（如金属箔）。

阻抗分析法：?

施加交流信号，测量复数阻抗。

优点：? 可以区分材料的电阻分量和电容/电感分量（对某些复合碳材料有用），可选择合适频率避免极化效应。

缺点：? 仪器更复杂，数据分析更复杂，主要用于研究而非单纯电阻率测量。

材料形态与样品类型：?

块体/板材/棒材：?  常用。通常采用?四探针法?或?两电极法（结合四线制测量）?。

薄膜/涂层：? 常用?四探针法?（尤其范德堡法对不规则形状友好）、?非接触涡流法?（无损）、或专用薄膜电阻测试夹具。

粉末/颗粒：? 需压制成标准尺寸的片状或棒状样品，再用块体方法测量。需考虑压制密度对电阻率的影响。

纤维/丝束：? 需专用夹具夹持，常用?两电极法（四线制）? 或改进的四探针法。

复合材料：? 取决于基体和增强相的性质、分布。方法选择需谨慎，可能需结合多种方法或定制夹具。

测试电压范围?

依据被测设备工作电压选择：

≤50V：选100-250V档位3；

100-380V：需500V档位3；

500V：推荐1000-5000V高压档（如电力变压器用2500V/5000V）。

高压设备（如输电线路）需支持2500V–10000V量程， 高覆盖400GΩ绝缘电阻。

量程与精度

电阻范围：

通用型：100kΩ–99GΩ（支持多档编程）；

电力设备：大型变压器需?100μΩ–100kΩ?（兼顾绕组低阻与绝缘高阻）。

精度要求?：基础精度≥±0.2%，分辨率需达0.1μΩ（低阻测量）。

高温塑料薄膜电阻率测定仪

首先和提到仪器的工作温度范围通常是0-40℃，但用户要的是高温测定仪。仪器标注了"高低温"测试能力，虽然具体温度值没写，但既然能叫高低温测试仪，应该能满足基本高温需求。

技术参数方面，这些仪器共性很强：电阻测量范围都在10^4到10^18欧姆（见），测试电压标配多档位（10V-1000V可调），精度普遍在1%-5%之间。特别注意到的BEST-212型用了触摸屏，操作可能更便捷。

修正与扩展

非理想样品修正?：对有限厚度或尺寸样品需引入修正系数B，公式调整为：

      2πsV

ρ=B? ----

        I

其中B与样品几何形状相关。

探针排列变体?：除直线排列外，正方形或矩形排列适用于细条状样品，通过调整间距计算修正系数。

基本原理

探针排布与电流注入

四根探针（通常为钨丝或碳化钨材质）以等间距直线排列，外侧两探针（1、4号）通入恒定电流I，内侧两探针（2、3号）测量电压降V。

电流源范围通常为1μA~100mA，电压表精度可达±0.1%。

探针间距s一般为几毫米，需满足样品尺寸远大于4倍探针间距的半无限大条件。

模块化配置与兼容性

测试模式可选：支持四探针法（符合GBT 30835-2014锂电材料标准）和四端子法（符合GB/T 24521-2009）。

模具灵活选配：标配模具内径通常为16–30 mm，可定制特殊规格（如163 mm大尺寸模具）。

扩展接口丰富：配备USB/232通讯接口，连接计算机、打印机等外部设备。

高精度测量与宽量程覆盖

宽电阻率范围：支持导体到绝缘体粉末的测量，典型量程为 10–10 Ω·cm（如半导体粉末），分辨率可达 0.01 μΩ。

多级电流/电压适配：电流输出档位涵盖 1 μA–10 A，电压量程低至 2 mV（误差≤±0.25%），适配不同导电特性的材料。

高稳定性设计：采用四端子法或四探针法，消除接触电阻和导线误差，确保重复性精度≤±0.3%。

参数

1. 软件功能（选配）：软件可记录、保存、各点的测试数据；可供用户对数据进行各种数据分

析。

2. 基本设置操作简单，方阻、电阻、电阻率、电导率和分选结果；多种参数同时显示。

3. 精度高：电阻基本准确度： 0.01％；

方阻基本准确度：1%；

电阻率基本准确度：1%

4. 整机测量 大相对误差：≤±1%；整机测量标准不确定度：≤±1%

5.测试模式：可连接电脑测试、也可不连接电脑单机测试。

6. 测量范围宽： 电阻：10-7Ω～10+8Ω ；方阻：10-7Ω/□～10+8Ω/□；

7. 正反向电流源修正测量电阻误差

8. 恒流源：电流量程为：DC100mA-1A；仪器配有恒流源开关可有效保护被测件，即先让探针头压触在被测材料上，后开恒流源开关，避免接触瞬间打火。为了提高工作效率，如探针带电压触单晶对材料及测量并无影响时，恒流源开关可一直处于开的状态。

9. 可配合多种探头进行测试；也可配合多种测试台进行测试。

10. 校正功能：可手动或自动选择测试量程 全量程自动清零。

11. 厚度可预设，自动修正样品的电阻率,无需查表即可计算出电阻率。

12. 自动进行电流换向,并进行正反向电流下的电阻率(或方块电阻)测量,显示平均值.测薄片时,可自动进行厚度修正。

13. 双电测测试模式，测量精度高、稳定性好.

14. 具备温度补偿功能，修正被测材料温漂带来的测试结果偏差。

15. 比较器判断灯直接显示，勿需查看屏幕，作业效率得以提高。3档分选功能：超上限，合格，超下限，可对被测件进行HI/LOW判断，可直接在LCD使用标志显示；也可通过USB接口、RS232接口输出更为详细的分选结果。

测试原理与步骤

?原理?：外侧两探针注入电流，内侧两探针测量电压降，通过欧姆定律计算电阻率。

?步骤?：

样品制备：粉末均匀填充模具，加压成型为块状；

仪器校准：使用标准电阻校准；

测试：探针垂直接触样品，设置电流参数后自动测量。

说明

　　①电阻率ρ不仅和导体的材料有关，还和导体的温度有关。在温度变化不大的范围内，几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化，即ρ=ρo(1+at)。式中t是摄氏温度，ρo是O℃时的电阻率，a是电阻率温度系数。

　　②由于电阻率随温度改变而改变，所以对于某些电器的电阻，必须说明它们所处的物理状态。如一个220V

　　100W电灯灯丝的电阻，通电时是484欧姆，未通电时只有40欧姆左右。

　　③电阻率和电阻是两个不同的概念。电阻率是反映物质对电流阻碍作用的属性，电阻是反映物体对电流阻碍作用的属性。

使用条件

①环境温度： 0～40℃

②相对温度：≤70%

③供电电流：交流 220V±10%50Hz

电阻仪校准方法

电阻仪的校准是确保其测量准确性的重要步骤，以下是一般电阻仪校准的详细方法:

准备工作

1.标准电阻:准备一套已知准确阻值的标准电阻，其阻值范围应覆盖电阻仪的测量量程，精度应高于被校准电阻仪

的精度要求。例如，若要校准一台精度为±0.5%的电阻仪，标准电阻的精度至少应达到±0.1%。

2.校准环境:选择温度、湿度相对稳定且无强电磁干扰的环境进行校准，理想的温度范围一般为 20℃±5℃，相

对湿度在 40%-60%。

3.仪器预热: 将电阻仪接通电源，按照仪器说明书要求预热一定时间，使仪器达到稳定的工作状态，通常预热时间

为15-30分钟。

校准步骤

1.零位校准

-确保电阻仪的测试线处于开路状态(即不连接任何电阻)。

-调节电阻仪的零位调节旋钮(如果有)，使显示值为零。现代数字式电阻仪一般会自动进行零位校准，可查看

仪器说明书进行操作。

2.满量程校准

-将电阻仪量程设置到 大量程档。

- 把一个接近该量程上限值的标准电阻接入电阻仪的测试端。

- 调节满量程调节旋钮(如果有)，使电阻仪的显示值与标准电阻的标称值一致。若为数字式电阻仪，若显示值

与标称值不符，可按照说明书进行满量程校准设置。

3.多点校准

-在电阻仪的测量范围内，选取若干个不同阻值的标准电阻，一般选取3-5个点，均匀分布在整个量程内，例

如低、中、高量程各选一个点。

-将所选的标准电阻依次接入电阻仪的测试端，记录电阻仪的显示值。

- 计算每个测量点的测量误差，公式为:误差=(测量值-标准值)/标准值x100%。

- 如果误差超出电阻仪的允许误差范围，需对电阻仪进行调整。对于指针式电阻仪，可调节内部的校准电位器等

元件;对于数字式电阻仪，可能需要进入仪器的校准菜单，按照提示输入校准系数等参数进行调整。调整后重新测

量并验证误差是否在允许范围内。