當測量極低電阻率材料時,高溫熱態電阻率測定儀會面臨一系列挑戰,這些挑戰主要集中在接觸電阻、測量導線電阻、儀器自身特性以及測量電路設計等方面,它們共同限制了測定儀在低電阻測量場景下的表現。
接觸電阻和測量導線電阻在低電阻率測量中影響顯著。在理想情況下,我們希望測量時僅獲取被測材料的電阻,但實際操作中,電極與樣品之間的接觸電阻以及測量導線自身的電阻無法完全消除。當被測材料的電阻率極低時,即使電極與樣品接觸已達到最佳狀態,微小的接觸電阻和導線電阻也極有可能與被測材料的電阻數值相當。這就好比在天平上稱重時,秤砣本身的誤差與被測物體的重量處于同一量級,必然導致測量誤差大幅增加,使得測量結果偏離真實值,無法準確反映材料的電學特性。
測定儀自身的測量噪聲和漂移在低電阻測量時也變得不容忽視。測量噪聲是儀器在測量過程中產生的隨機干擾信號,而漂移則是儀器測量值隨時間或環境變化而發生的緩慢偏移。在低電阻測量時,由于信號本身較弱,這些噪聲和漂移對測量結果的影響被相對放大。例如,測量噪聲可能會使測量值在真實值附近無規律波動,而漂移則可能導致測量值逐漸偏離真實值,使得多次測量結果的一致性變差,嚴重限制了測量精度的進一步提升,難以滿足對極低電阻率材料高精度測量的需求。
從測量電路設計角度來看,常規的測量電路在低電阻測量時存在局限性。測量電路的主要作用是將被測電阻轉換為可測量的電信號,并通過合適的方式進行放大和處理。然而,對于極低電阻率材料的測量,常規測量電路可能無法提供足夠高的測量分辨率。這意味著電路無法精確區分微小的電阻變化,就像用一把刻度粗糙的尺子去測量微小的長度,難以準確分辨材料的真實電阻值,從而影響了對材料電學性能的準確評估。
綜上所述,高溫熱態電阻率測定儀在測量極低電阻率材料時,需要克服接觸電阻、導線電阻、測量噪聲與漂移以及測量電路分辨率不足等諸多問題,才能提高測量的準確性和可靠性,滿足相關領域對低電阻材料精確測量的需求。
審核編輯 黃宇
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硅單晶片電阻率均勻性的影響因素

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