電阻值與電阻率的測(cè)量詳解

1、電子材料與元器件測(cè)試技術(shù)賬號(hào)：密碼：qwerty內(nèi)容簡介v什么是電子材料？v電子材料是指在電子技術(shù)和微電子技術(shù)中使用的材料，包括介電材料、半導(dǎo)體材料、壓電與鐵電材料、導(dǎo)電金屬及其合金材料、磁性材料、光電子材料以及其他相關(guān)材料。 v什么是電子元器件？v電子元器件是元件和器件的總稱。電子元件：指在工廠生產(chǎn)加工時(shí)不改變分子成分 的成品。如電阻器、電容器、電感器。它對(duì)電壓、電流無控制和變換作用，所以又稱無源器件。電子器件：指在工廠生產(chǎn)加工時(shí)改變了分子結(jié)構(gòu)的成品。例如晶體管、電子管、集成電路。對(duì)電壓、電流有控制、變換作用，所以又稱有源器件。 測(cè)量必須研究的兩個(gè)基本問題：v如何才能測(cè)量出來？（測(cè)試方法、測(cè)

2、量設(shè)備）v如何才能測(cè)得準(zhǔn)確？（測(cè)試技術(shù)）參考資料1v教材：v 李能貴，電子材料與元器件測(cè)試技術(shù)，上海科學(xué)技術(shù)出版社 1987v參考書：v 周東祥、潘曉光，電子材料與元器件測(cè)試技術(shù)，華中理工大學(xué)出版社，1994；v 李遠(yuǎn)等，壓電與鐵電材料的測(cè)量，科學(xué)出版社 ，1984。 參考資料2v國標(biāo)、國軍標(biāo)以及美軍標(biāo)等標(biāo)準(zhǔn)；v論文；v多利用搜索引擎。Ch1.1電阻值與電阻率的測(cè)量1.1 電阻與電阻率的概念電阻的概念vR，指直流電阻，即在電子元器件或材料兩端施加一直流電壓U與其所通過的穩(wěn)態(tài)電流I之比值。IUR1.1 電阻與電阻率的概念電阻的分類 分類一v低阻10v中阻 10 106v高阻 107 分類二v超低

3、阻 10-12 10-7v低阻 10-6 10v中阻 10 106v高阻 107 1012v超高阻 1013 1019萬用表1.1 電阻與電阻率的概念電阻的構(gòu)成v因?yàn)榱鬟^待測(cè)樣品（DUT）的電流可分為表面電流IS和體積電流IV，所以DUT的電阻也可以分為表面電阻RS和體積電阻RV.。v對(duì)于電子元器件，所測(cè)得的電阻是總電阻。SSIUR VVIUR電阻率v為什么要引入電阻率？ 電阻與材料的性能、尺寸大小和形狀有密切關(guān)系，阻值大小不能反映材料本身的特性，所以引入電阻率的概念。電阻率的概念v單位長度上所承受的直流電壓（即直流電場(chǎng)強(qiáng)度E）與單位面積所通過的穩(wěn)態(tài)電流（即電流密度J）之比。符號(hào)為.JE體積電

4、阻率v體積電阻率V是沿著體積電流方向的直流電場(chǎng)強(qiáng)度與穩(wěn)態(tài)電流密度之比。v對(duì)于平板試樣。其中A是電極面積（m2）；l是電極間的距離，即試樣厚度（m）VVVJElARVV表面電阻率v沿材料表面電流方向的直流電場(chǎng)強(qiáng)度ES和單位寬度通過的表面電流a之比。符號(hào)是S 。v對(duì)于平板試樣，可采用刀形電極測(cè)量表面電阻率。若不考慮體積電流的影響，S如右所示。其中b為電極寬度，h為電極間距離。aESSSSbRh表面電阻率和體積電阻率v對(duì)絕緣材料而言，對(duì)絕緣材料而言，v表面電阻率是絕緣材料抵抗表面漏泄電流的能力. 體積電阻率是絕緣材料抵抗體內(nèi)漏泄電流的能力. v表面電阻率、體積電阻率越高, 漏泄電流越小, 材料的導(dǎo)電

5、性能越差.v體積電阻率可作為選擇絕緣材料的一個(gè)參數(shù)（電阻率隨溫度和濕度的變化而顯著變化）。體積電阻率的測(cè)量常常用來檢查絕緣材料是否均勻，或者用來檢測(cè)那些能影響材料質(zhì)量而又不能用其他方法檢測(cè)到的導(dǎo)電雜質(zhì)。表面電阻率和體積電阻率v表面電阻率在很大程度上取決于材料的表面狀態(tài)。當(dāng)表面吸附著半導(dǎo)體雜質(zhì)和水分時(shí)，將明顯地影響表面電阻率的大小。它是一個(gè)有關(guān)材料表面污染特性（或程度）的參數(shù)。v因?yàn)轶w積電阻總是要被或多或少地包括到表面電阻的測(cè)試中去，因此只能近似地測(cè)量表面電阻。通常都以體積電阻率作為衡量材料電性能的參數(shù)之一。1.2 電阻與電阻率的測(cè)量低阻、中阻、高阻的例子v電阻器的阻值，幾歐到幾十兆歐，屬于中阻

6、；v絕緣介質(zhì)材料的絕緣電阻，屬于高阻；v電阻器的引線帽與電阻基體間的接觸電阻，電位器電刷與基體觸點(diǎn)的接觸電阻，很小，小到百分之幾歐或千分之幾歐，屬于低阻。測(cè)量對(duì)象的多樣性決定了測(cè)試方法的多樣性。中阻的測(cè)量中阻的測(cè)量v中阻的測(cè)量是電阻測(cè)量的基礎(chǔ)。v包括：電流電壓測(cè)量法、電橋測(cè)量法、補(bǔ)償測(cè)量法。v以電橋測(cè)量法為主。v電橋法最突出的優(yōu)點(diǎn)是精度較高。電流電壓法測(cè)（伏安法）v工具：電壓表和電流表v方法：測(cè)量施加在樣品上的直流電壓U和通過樣品的穩(wěn)態(tài)電流Ix。v得到：樣品的電阻Rx。xxIUR v圖1-3（a、b）所示的兩種測(cè)量方法所得結(jié)果都是近似的；v具體采用哪一種連接方式，取決于由被測(cè)電阻阻值所決定的測(cè)

7、量準(zhǔn)確度。(13a)xxRVVRRrRR 測(cè)圖，( 1 3b)xRxRrRA圖，v造成的誤差為：兩種接法的誤差計(jì)算圖(a)=+xVVVRIII測(cè)=xxVRI=+xxVVxRxxVxVVVRRRIIRVrRIIV IIRR 測(cè)測(cè)圖(b)=xAV VVRII測(cè)=xxVRI=xxARxxRRRrRR測(cè)v具體的操作，可參見圖1-4，v當(dāng)R測(cè)RVRA時(shí)，采用圖1-3（a）；v當(dāng)R測(cè)RVRA時(shí)，采用圖1-3（b）；v當(dāng)R測(cè)=RVRA時(shí)，兩種方式所造成的誤差相等，可任意選擇。.(13a)xxRVVRRrRR 測(cè)圖，v圖1-3（a）適應(yīng)于Rx很小的情況；v采用圖1-3（b）適應(yīng)于Rx很大的情況。(13a)xx

8、RVVRRrRR 測(cè)圖，( 13b)xRxRrRA圖，分析v結(jié)論：內(nèi)阻大的電壓表和內(nèi)阻小的電流表對(duì)于高精度的測(cè)量是有益的。v現(xiàn)狀：一般的電功儀表很難滿足高精度的要求。v解決：多采用運(yùn)放來構(gòu)成內(nèi)阻很大的電壓表和內(nèi)阻很小的電流表。運(yùn)放的特點(diǎn)一個(gè)理想的運(yùn)放滿足以下條件：v開環(huán)增益KV； “虛短”v開環(huán)輸入阻抗Ri； “虛斷”v開環(huán)輸出阻抗Ro0 . 實(shí)際中，一般的運(yùn)放，vKV幾千倍100萬倍；vRi幾十千歐幾百兆歐；vRo幾百歐幾十歐。采用運(yùn)放構(gòu)成內(nèi)阻很高的伏特表v將運(yùn)放作為阻抗變換器，因?yàn)榉答佔(zhàn)饔?，因而阻抗很高，?duì)輸入穩(wěn)定電流影響很小。111 VRRVs111=+sVVRRR采用運(yùn)放構(gòu)成內(nèi)阻很低的

9、安培表v利用倒向放大器的相加點(diǎn)是“虛地點(diǎn)”，這樣可以認(rèn)為電流全部流過Rs，而沒有流入放大器，可直接讀取電流的大小。利用運(yùn)算放大器加模/數(shù)變換器直接測(cè)量電阻值 1v條件：運(yùn)放的開環(huán)增益和輸入阻抗足夠大。v圖1-7適用于較高阻值的場(chǎng)合。v改變Rs可變換量程。v圖1-7的運(yùn)放作為線性比例器。ssxREER0圖1-7相當(dāng)于圖1-3（b）的電路。利用運(yùn)算放大器加模/數(shù)變換器直接測(cè)量電阻值 2v條件：RsRxv圖1-8可用于較低阻值的場(chǎng)合。將運(yùn)算放大器作為電壓跟隨器.v圖1-8中的電路相當(dāng)于圖1-3(a)。0EAERRssx0=+ssxxsxsEEER AR ARRR電橋法測(cè)量v是中阻測(cè)量最常用的方法，精

10、度高，測(cè)量簡單。v最簡單的是普通四臂電橋，如惠斯頓電橋。電橋箱式電橋滑線式電橋惠斯頓電橋v其中，R1、R2是阻值已知的固定電阻器，vRx是待測(cè)電阻，vR4是標(biāo)準(zhǔn)可變電阻器，vG為靈敏檢流計(jì)，vE為直流電源電壓?；菟诡D電橋v電橋平衡時(shí)，檢流計(jì)中沒有電流通過，即C、D兩點(diǎn)電位相等。=ACADUU11=xxI RI R124=xI RI R 241=xRRRR142=xRRRR（1-14）比例臂的選擇v調(diào)節(jié)R1/R2的比值，可提高或降低測(cè)量阻值的范圍，也就是說可以擴(kuò)大測(cè)量量程，通常R1臂和R2臂稱為比例臂。v正確選擇比例臂的比值是使測(cè)量結(jié)果精確的重要條件。測(cè)量技術(shù)142=0.01 2045.82=2

11、0.4582( )xRRRR142=1000.20=20( )xRRRR20.4582-20r =2.2%20.4582xR比例臂比值電橋讀數(shù)比例臂的選擇v關(guān)鍵：正確選擇比例臂的比值。v基本思想：使所有旋鈕都能讀到有效數(shù)字，充分發(fā)揮電橋讀數(shù)臂的所有旋鈕的作用。v實(shí)際中，可查表。電橋?qū)蔷€應(yīng)正確連接v注意：電源對(duì)角線和指示器對(duì)角線應(yīng)正確連接，一般不應(yīng)對(duì)換連接。v否則，會(huì)影響電橋的靈敏度以及使保護(hù)電路失效。電橋?qū)蔷€不能對(duì)換的原因1v電橋輸入電阻RAB和輸出電阻RCD)()()(421421xxABRRRRRRRRR)()()(421421RRRRRRRRRxxCD中阻測(cè)量中，R1、R2是兩個(gè)小電

12、阻， Rx和R4是兩個(gè)大電阻。電源對(duì)角線和指示器對(duì)角線互換后，電橋的平衡狀態(tài)不會(huì)改變，但電橋靈敏度降低，誤差增加。思考題：v根據(jù)基爾霍夫定律，針對(duì)對(duì)換連接方式前后，分別推導(dǎo)出電橋不平衡時(shí)，指示器流過的電流Ig1與Ig2，并比較兩者大小。v以定量的方式描述交換連接方式對(duì)靈敏度的影響。v電橋?qū)嶋H結(jié)構(gòu)的限制v為了防止操作不正確使電橋嚴(yán)重失衡（將導(dǎo)致檢流計(jì)支路電流過大而燒毀），電橋一般均配有檢流計(jì)保護(hù)裝置，互換后將起不到保護(hù)作用。電橋?qū)蔷€不能互換的原因2怎樣正確選擇檢流計(jì)參數(shù)和確定合理的電源電壓v原則：電橋靈敏度引起的讀數(shù)誤差應(yīng)是測(cè)量誤差的1/31/5以下。v通常在各電阻元件允許的功率范圍內(nèi)，使E盡

13、可能選擇大一些。（通過指示器的電流越大，電橋靈敏度越高 ）v阻抗匹配，使檢流計(jì)內(nèi)阻接近于電橋的輸出電阻，使電橋靈敏度達(dá)到最大。21411221244(-)=()()()xgxxgxE R R R RIR R RRRRR RR RR電橋法測(cè)量電阻的誤差來源（通常用直接法測(cè)量，即由電橋一次讀數(shù)來直接得到。）v寄生干擾的影響：電橋接頭的熱電勢(shì)，電橋泄漏電流，靜電感應(yīng)等；v線路靈敏度限制引起的誤差；v橋臂元件參數(shù)的誤差。熱電勢(shì)v以導(dǎo)體為例，熱電勢(shì)的組成：v由兩種導(dǎo)體的接觸電動(dòng)勢(shì)和單一導(dǎo)體的溫差電動(dòng)勢(shì)兩部分組成。v1接觸電動(dòng)勢(shì)：是兩種不同材料的導(dǎo)體A、B接觸時(shí)，由于導(dǎo)體的自由電子密度不同，電子在兩個(gè)方向

14、上擴(kuò)散的速率不一樣所造成的電位差。v2溫差電動(dòng)勢(shì)：導(dǎo)體A、B，其兩端分別置于不同的溫度t、t0時(shí)，在導(dǎo)體內(nèi)部，有較大動(dòng)能的熱端自由電子向冷端移動(dòng)，從而在熱端和冷端間產(chǎn)生的電位差。高電阻不能用普通電橋進(jìn)行測(cè)量v被測(cè)電阻增大，支撐材料電阻的分路作用影響增大，將會(huì)造成很大誤差；v被測(cè)電阻很大，而電源電壓不可能很高，因此流過電路電流減小，由于電橋靈敏度的限制，也將產(chǎn)生很大誤差。v因?yàn)榱鬟^電橋電流很小，外來干擾電勢(shì)、熱電勢(shì)等影響顯著，也帶來很大的測(cè)量誤差。低阻不能用普通電橋進(jìn)行測(cè)量v低阻測(cè)量主要受限于接觸電阻和接線電阻的影響，僅僅依賴于材料和結(jié)構(gòu)上采取措施，已不可能。v例，要測(cè)0.01歐的電阻。一個(gè)接觸

15、電阻大約0.006歐，兩個(gè)接觸電阻大約為0.012歐，再考慮連接導(dǎo)線的電阻。最終結(jié)果至少為0.022歐，測(cè)得的數(shù)據(jù)已不可信！接觸電阻產(chǎn)生的原因有兩個(gè)：第一，由于接觸面的凹凸不平，金屬的實(shí)際接觸面減小了。第二，接觸面在空氣中可能迅速形成一層導(dǎo)電性能很差的氧化膜附著于表面，使電阻增大。低阻和超低阻的測(cè)量低阻和超低阻的測(cè)量關(guān)鍵：如何消除或減弱接觸電阻和接線電阻的影響。包括v電流電壓法測(cè)量v雙電橋測(cè)低阻v三次平衡雙電橋測(cè)超低阻實(shí)例：半導(dǎo)體陶瓷材料、高溫超導(dǎo)陶瓷材料和低電阻率材料。電流電壓法測(cè)量v關(guān)鍵：采用四端引線法。v被測(cè)電阻有一對(duì)電位端紐aa，用于測(cè)電壓；有一對(duì)電流端鈕bb，用于通電流；v根據(jù)測(cè)得的

16、電流、電壓值可確定待測(cè)電阻值.v電流端鈕的接線電阻和接觸電阻不影響測(cè)量結(jié)果，只影響回路電流。v電位端的接線電阻和接觸電阻雖然影響測(cè)量結(jié)果，但影響甚微。.v采用通常的毫伏表(10mV)和電流表(10A)，可測(cè)到1m歐的電阻。 電流電壓法可用于接觸電阻的低電阻值的測(cè)試。v連接元件（插頭、插孔、連接器及插座）的接觸電阻；v電流控制元件（開關(guān)、繼電器、斷路器）的電接點(diǎn)所產(chǎn)生的電阻；v電位器元件動(dòng)觸點(diǎn)的接觸電阻。連接器實(shí)際中，對(duì)接觸電阻的要求：低且穩(wěn)定，使得接觸電阻上的電壓降不致影響電路狀況的精度。兩個(gè)接觸表面的接觸電阻受下列因素影響：v表面材料的電阻率；v接點(diǎn)壓力、面積、形狀、表面條件（包括相對(duì)的清潔

17、度、光滑度和硬度）；v電流開啟、斷開時(shí)接點(diǎn)上的開路電壓；v溫度及導(dǎo)線的熱導(dǎo)率。在測(cè)量接觸電阻時(shí)，試驗(yàn)夾具的要求： v考慮上一頁提到的因素；v選擇測(cè)試電壓不致使接觸點(diǎn)發(fā)熱或阻擋層擊穿；v應(yīng)保持樣品不受振動(dòng)，不使正常接點(diǎn)壓力受到變化。測(cè)電位器的接觸電阻（電位器接觸片和電阻體之間的接觸電阻）.v測(cè)1、2端的電流和2、3端的電壓。v等效電路（右下），U32=U42.1223IURC雙電橋測(cè)低阻v思想：四端引線結(jié)構(gòu)可將引線電阻和接觸電阻排除在測(cè)量結(jié)果之外，因此將四端引線結(jié)構(gòu)引入普通四臂電橋，從而形成雙電橋。結(jié)構(gòu)v其中，R2和R4為連動(dòng)電阻，稱為比例臂電阻箱；R1和R3為連動(dòng)電阻，稱為測(cè)定臂電阻箱；在設(shè)計(jì)

18、、制造和調(diào)節(jié)過程中，總是保持R3/R1=R4/R2。vRN為標(biāo)準(zhǔn)電阻，阻值很小，精度很高（萬分之一精度）。R0為調(diào)節(jié)回路電流的調(diào)節(jié)電阻，阻值很小。Rx為待測(cè)電阻。RN和Rx均采用四端引線結(jié)構(gòu)。vG為檢流計(jì)，E為直流電源。vCn1、Cn2及Cx1、Cx2為電流接頭；Pn1、Pn2及Px1、Px2為點(diǎn)位接頭。結(jié)構(gòu)和材料上所采取的措施vRx和RN均采用四端引線法，各有兩對(duì)接頭：一對(duì)是電位接頭，一對(duì)是電流接頭。而且電流接頭在電位接頭的外側(cè)。即電位的引出線只包含被測(cè)電阻Rx。v連接標(biāo)準(zhǔn)電阻和被測(cè)電阻的導(dǎo)線采用短而寬的銅帶線，其電阻R0可做到1毫歐以下，R0與被測(cè)電阻和標(biāo)準(zhǔn)電阻的接觸電阻盡可能小，可做到2

19、毫歐以下。標(biāo)準(zhǔn)電阻RN的阻值很小，精度很高（萬分之一精度），采用粗錳銅線。v電橋增加一支路R3和R4，平衡指示器G不是接在Rx、RN之間，而是接在R3、R4的接點(diǎn)D上。 采用雙電橋法可以測(cè)低阻的原因：v采用四端引線法，被測(cè)電阻Rx和標(biāo)準(zhǔn)電阻RN之間的接線電阻及接頭Cn2、Cx2的接觸電阻，均可認(rèn)為包含在R0內(nèi)。只要R3/R1=R4/R2，那么無論R0的數(shù)值如何，均不影響測(cè)量結(jié)果。在實(shí)際中，為了減小誤差，應(yīng)要求R0盡可能小。vRx、RN與電源的接線電阻和接觸電阻，只對(duì)總的工作電流有影響，對(duì)電橋的平衡無影響。v電位接頭Pn1、Pn2、Px1、Px2的接觸電阻和接線電阻均與各比例臂電阻串聯(lián)，分別包括

20、在相應(yīng)的比例臂支路里；v流經(jīng)R1、R3支路的電流比流經(jīng)RN、Rx支路的電流小得多；v橋臂電阻R1、R2、R3、R4都選擇在10歐以上，接觸電阻和接線電阻對(duì)于橋臂電阻是微不足道的，所以對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響極小。三次平衡雙電橋測(cè)超低阻v測(cè)量范圍： 10-12 10-7歐v目標(biāo)：去除雙電橋法（圖1-12）中接線電阻的影響。v思想：把接線電阻視為可調(diào)比例臂的一部分，通過三次平衡調(diào)節(jié)，使這種影響對(duì)電橋平衡和測(cè)量結(jié)果不起作用。K1K2三次平衡雙電橋測(cè)超低阻步驟v1.將開關(guān)K1、K2斷開，調(diào)節(jié)R3或R4，使電橋平衡，則v2.將開關(guān)K1合上，調(diào)節(jié)r3、r4，使電橋平衡，則v3.將開關(guān)K1打開，把開關(guān)K2閉合，調(diào)節(jié)

21、r1、r2，使電橋再次平衡，則v4.反復(fù)調(diào)節(jié)，直到三次平衡過程中電阻r1 r4 ， R3 、 R4不改變。則NxRRRR12 在平衡過程中，去除了橋臂回路中接線電阻和接觸電阻的影響，表達(dá)式中又沒有出現(xiàn)r1 r4 ， R3 、 R4，所以，測(cè)量結(jié)果中消除了橋臂回路中接線電阻和接觸電阻的影響。精密電阻儀v超低阻 10-12 10-7v低阻 10-6 10v中阻 10 106v高阻 107 1012v超高阻 1013 1019AT512 精密電阻測(cè)試儀測(cè)量范圍0.1110M的電阻，最大顯示105,000數(shù)，最高測(cè)試速度可達(dá)150次/秒，基本準(zhǔn)確度高達(dá)0.01%。 精密電阻儀v高精度的高、中、低值電阻

22、器；v各種開關(guān)接觸電阻；v接插件接觸電阻；v繼電器線包和觸點(diǎn)電阻；v變壓器、電感器、電機(jī)、偏轉(zhuǎn)線圈繞線電阻；v導(dǎo)線電阻；車、船、飛機(jī)的金屬鉚接電阻；v印制版線條和孔化電阻等高阻和超高阻的測(cè)量高阻和超高阻的測(cè)量v實(shí)質(zhì)：微小電流的測(cè)試問題。 包括v檢流計(jì)法（直接偏轉(zhuǎn)法、比較法、充電法）v自放電法v高阻計(jì)法v交流放大法檢流計(jì)法直接偏轉(zhuǎn)法v利用直接偏轉(zhuǎn)原理來測(cè)量；v直接測(cè)試通過絕緣介質(zhì)材料或電容器材料的電流來實(shí)現(xiàn)其絕緣電阻測(cè)量；v實(shí)質(zhì)：依據(jù)電流電壓法的原理測(cè)量。高靈敏檢流計(jì)的構(gòu)成v用細(xì)懸絲把線圈懸掛在磁場(chǎng)中，懸鏡上固定一面小鏡M作為光學(xué)指示器。v當(dāng)電流通過線圈時(shí)，懸掛在磁場(chǎng)中的線圈受到磁場(chǎng)作用而偏轉(zhuǎn)。

23、v通過測(cè)量線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角度（利用小鏡的反射光作指示），即可測(cè)量電流的大小。v直流電源電壓U，1001000V，穩(wěn)壓電源，電壓穩(wěn)定，大小可調(diào)，其波動(dòng)不大于5%v保護(hù)電阻RK, 材料或試樣的絕緣電阻意外降低時(shí)，或者材料或試樣被擊穿而造成短路時(shí)，不致有過大的電流通過檢流計(jì)而燒毀。v電壓表V，采用靜電式電壓表或磁電式電壓表。v分流器N，用以保護(hù)檢流計(jì)和擴(kuò)大電阻值測(cè)量范圍。為保證調(diào)節(jié)的精確，通常按十進(jìn)制等級(jí)從1/100001/1，分流比的定義，vK1、K2、K3是具有優(yōu)良絕緣的轉(zhuǎn)換開關(guān)。v高靈敏度檢流計(jì)G，可采用光學(xué)多次反射原理來提高靈敏度。=gxInI測(cè)量過程v檢查線路有無漏電流；v測(cè)定檢流計(jì)的靈敏常數(shù)

24、Ca，式（1-27） ；v測(cè)量材料的絕緣電阻，式（1-28）；測(cè)量范圍，可達(dá)到1013歐檢查線路有無漏電流1.不放入試樣，閉合開關(guān)K1，加測(cè)試電壓，開關(guān)K2扳向1位置，逐漸增大分流比，直到1:1，觀察檢流計(jì)有無偏轉(zhuǎn)。2.若無偏轉(zhuǎn)，改變電源電壓極性，重復(fù)上述步驟。測(cè)定檢流計(jì)的靈敏常數(shù)Cav短接試樣，加適當(dāng)電壓；v逐級(jí)改變分流比，直到檢流計(jì)有明顯讀數(shù)為止，記下電壓值、偏轉(zhuǎn)數(shù)及分流比；v改變電源極性，重復(fù)測(cè)量一次，取平均值。00=gxKIUCIRnn( =)gxInI00=KU nCR測(cè)量材料的絕緣電阻v將試樣接入，其余測(cè)試步驟與測(cè)量檢流計(jì)靈敏常數(shù)相同。=/xxggUUUnUnRII nIC誤差來源

25、估算可測(cè)的絕緣電阻的最大值13-7-310001=1010/10 xUnVRCA mmv測(cè)量方法上，保護(hù)電阻Rk的分壓作用；v表達(dá)式中各參數(shù)的測(cè)量準(zhǔn)確度，比如檢流計(jì)刻度和偏轉(zhuǎn)讀數(shù)的誤差。比較法v原理：利用標(biāo)準(zhǔn)電阻Rs來代替被測(cè)電阻Rx進(jìn)行再測(cè)量，可相應(yīng)的得到讀數(shù)s、ns與接入被測(cè)試樣的讀數(shù)s 、nx，從而可確定被測(cè)試樣的Rx。vs ，檢流計(jì)的偏轉(zhuǎn)數(shù)；n，分流比。v試樣短接時(shí)（即K2閉合），v試樣不短結(jié)時(shí)v兩式相除，并轉(zhuǎn)化得比較法的測(cè)試原理與步驟=sssUnRC+=xsxxUnRRC=1xsxssxnRRn比較法的特點(diǎn)v優(yōu)點(diǎn)：不需要測(cè)出檢流計(jì)常數(shù)Ca，與施加電壓U無關(guān)，也不要加保護(hù)電阻RK，減小

26、了方法本身和測(cè)試時(shí)許多因素造成的誤差。 （直接偏轉(zhuǎn)法 ）v缺點(diǎn)：需要測(cè)試兩次（試樣短接和不短接），所需時(shí)間較長。vRx的測(cè)量準(zhǔn)確度僅取決于Rs和的誤差，從而提高了測(cè)量的精度。000=KU nCR=xUnRC充電法v可測(cè)Rx的最大值比直接偏轉(zhuǎn)法高一個(gè)數(shù)量級(jí)，可測(cè)10131014歐。v 結(jié)構(gòu)：充電法比直接偏轉(zhuǎn)法多一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電容器C0，并且用沖擊檢流計(jì)來代替靈敏度檢流計(jì)。由得：0000+=+xxxxdQQdQQdtC RdtC R00+=xxQQUCC 00()xxQQC UC上式代入式，整理得：0000001110 xxxCdQUQCdtC RC RR000dQabQcdt齊次解：0(0)btaQC

27、 e特解：0cQb 通解：0btacQC eb初始條件：000tQcCb 充電法的原理01btacQeb000 xUC RcbRR 0 xRR0cUCb 000()xxxRRbaR R CC0 xCC01xbaR C01001xtR CQUCe充電法的原理充電法的原理v對(duì)比：不是直接測(cè)量通過試樣的穩(wěn)態(tài)電流，而是測(cè)量電容器上所積累的電荷大小。v原理：讓通過試樣的穩(wěn)態(tài)電流對(duì)與試樣串連的標(biāo)準(zhǔn)電容器C0充電，測(cè)出在一定時(shí)間內(nèi)C0上的電壓（或C0上所積累的電荷），即可計(jì)算出試樣的絕緣電阻。標(biāo)準(zhǔn)電容器C0的選擇 vC0的絕緣電阻比試樣電阻至少大2個(gè)數(shù)量級(jí)；vC0的既要有適當(dāng)?shù)碾娙萘浚忠凶銐虻慕^緣電阻，

28、即要求C0有較大的時(shí)間常數(shù)。vC0的充電時(shí)間也不能過短。v一般選擇C0的時(shí)間常數(shù)大于30分鐘，電容量為0.20.5微法。通常，標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的充電時(shí)間為5分鐘。 測(cè)試步驟v首先測(cè)量沖擊檢流計(jì)常數(shù)，式（1-32）；v其次，測(cè)量待測(cè)電阻的阻值，式（1-31）。自放電法自放電法自放電法原理CVRVCxRxO“O”點(diǎn)電流節(jié)點(diǎn)方程：()=xVxVC dUC dUUUdtRRdt=-xVxVxVCCdURRUdtR R=-xxC dUUdtRxVCCxVRR=-xCdUUdtR自放電法原理=-xCdUUdtR00tUU時(shí)，0 xtR CUU eRxC自放電法v測(cè)量范圍，可測(cè)10131014歐，與充電法相一致。

29、v原理：將絕緣材料試樣或電容器充電達(dá)電源電壓U0，然后切斷電源，讓電荷通過試樣或電容器本身絕緣電阻放電，測(cè)量試樣兩端電壓的變化，從而確定其絕緣電阻值。v適用對(duì)象：電容量大并且電容值已知的試樣或電容器絕緣電阻的測(cè)量，也可用于測(cè)量絕緣介質(zhì)薄膜的體積電阻。v要求：使開關(guān)K1、K2和靜電電壓表的絕緣電阻比試樣電阻大兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上；靜電電壓表的電容遠(yuǎn)小于試樣電容。高阻計(jì)法高阻計(jì)法高阻計(jì)法v原理：利用電子放大原理，將通過試樣的微小直流電流經(jīng)放大后再測(cè)量。已制成專用的測(cè)量儀器，稱為高阻計(jì)。v為了能測(cè)得更高的電阻，可提高試驗(yàn)電壓；選用較靈敏的電流表；增大內(nèi)阻Rs；提高線路靈敏度。弱點(diǎn)：v增大內(nèi)阻Rs是有限度的，與Rs并聯(lián)的放大器輸入電阻不夠高，將產(chǎn)生分流作用。放大器前級(jí)多采用場(chǎng)效應(yīng)晶體