JF11D金属电阻率(微电阻)测试仪

配用软件最新版本 V5.31, Build in 02.2021

金属导电性

  金属材料由于晶格间具有可自由移动的电子,均具有良好的导电性能,按照导电性能排序,一些常用材料的参数如下表:

材料名称 符号 电阻率(μΩ·cm) 电阻温度系数(1/°C) 熔点(°C) 沸点(°C) 密度(g/cm3)
Ag 1.59 0.0038 961 2210 10.49
Cu 1.67 0.0039 1083 2959 8.96
Au 2.35 0.0032 1063 2970 19.32
Al 2.65 0.0043 660 2450 2.70
Zn 5.92 0.0042 420 906 7.13
Fe 9.71 0.0065 1537 3000 7.87
Pt 10.6 0.0039 1769 4530 21.45
Sn 11.0 0.0047 232 2270 7.30
Ti 42.0 0.0041 1668 3260 4.51
锰铜 Cu85Mn12Ni2 48.2 0.000002 - - -
康铜 Cu55Ni45 49.0 0.00003 - - -
镍铬 Fe45Ni35Cr20 100 0.0004 - - -
金钯铁铝 AuPdFeAl 216 -0.000014 - - -
碳(高纯) C 3500 -0.0005 3727 4830 2.25
锗(高纯) Ge 0.6 Ω·m -0.048 937 2830 5.323
硅(高纯) Si 2300 Ω·m -0.075 1410 4830 2.25

* 主要数据来源《二元合金状态图集》《贵金属》等,环境温度为20℃


电阻率计算

  电阻率为材料的固有特性之一,丝材或截面积均匀的金属可以利用下面的公式计算电阻/电阻率: $$R = \rho \dfrac{L}{A}$$
其中,$\displaystyle\rho$为电阻率,L为丝材长度,A为截面积。


测试仪简介

  JF11D金属电阻率(微电阻)测试仪为用于金属材料的电阻可视化检测设计,由于银、铜、金、铝等具有较好导电性,这些金属材料在日常使用体积范围时其电阻值就已经很低,通过下图可对其有简单概念,当金属材料为长度10cm丝材时,1mΩ材料电阻值对应的材料截面积(图中数值为直径,单位mm)示意图:

  当材料导电截面积更大时电阻值更低,测试仪主要针对这类低电阻测试进行优化,对纯金属及其合金材料的导电性(电阻/电阻率/电导率)、进行高精度、连续监测,并在此基础上对电阻温度系数(电阻-温度关系)、 电阻应变灵敏系数(电阻-力关系)、接触压力-接触电阻关系等衍生出不同用途的测量系统。测试系统由实验架台(或夹具)、测试机箱、计算机、测控软件等组成。

测试系统组成

  测试仪测量范围能到MΩ,也可用于部分半导体材料的测量。测量对象包括纯金属或合金的丝材、带材、管材、片材等具有规则截面积的导体或半导体,样品也包括厚膜及薄膜导电膜,及可使用四端点测试夹具的半导体块体材料。

  由于电阻率是材料的基本属性,与材料纯度有紧密关系,除用于导电性测量外,也可以做为材料纯度的物理判定手段之一。


配用夹具

  • 丝带材检测夹具:用于直径1mm以下的细丝及窄薄带材测量,夹头镀金,检测长度可调,样品快速装夹
  • 细丝检测夹具:用于直径0.1mm以下的超细丝测量,夹头镀金,检测长度固定,样品快速装夹
  • 四探针检测头:单边线四探针检测探头,间距1mm,用于薄膜、厚膜及半导体电阻率测量
  • 带材检测夹具:用于厚1mm、宽20mm以下的带材测量,检测长度固定,夹头镀金,检测长度可调,快速装夹

配用软件

  软件几个主要界面,双击可显示原图。

主界面


参数设置



数据采集


数据处理



主要特点

四线法电阻测试,消除接触电阻和引线电阻误差
软件同步显示检测输出时基曲线,测试效果一目了然
高精度恒流源,带最大电流限制,避免自热效应,保障测量精度
软件中可同时进行数据采集和数据处理,结果可打印,数据可导出

主要技术指标

技术指标 技术参数
测试通道数: 1
测量模式: 四端点测量/恒流源
电阻量程: 2MΩ-2mΩ(十倍率),400uΩ
电阻分辨率: 0.001uΩ (@400uΩ)
测试精度: ±0.1%
最高输出电压: 9V DC
供电电源: 220V ±10%/50Hz
最大功耗: 60W

相关资料

四端法电阻测量

  四端法也称为四线法或开尔文法,指的是用一对导线连接一电流源,另一对导线将被测电阻的电压引入数字多用表进行测量,其测试原理如下图所示 :
  Ux为对应测试点得到的电压信号, R1、R3、R4、R6分别为四段测量导线的电阻值及与样品的接触电阻,R2、R5为电源(I+/I-)导线端与测量(U+/U-)导线端间的样品电阻, 由于测量端放大器输入阻抗远大于被测电阻Rx, 而R3、R4较小,测量导线上的压降可以忽略不计,R1、R2、R5、R6虽然在测试电流回路中,但测量仅以测量端为准,其压降不会出现在测量结果中。 因而,四端法测电阻能够消除接触电阻和引线电阻的影响。

参考标准

  GB/T 351-2019 金属材料电阻率测量方法
  GB/T 6146-2010 精密电阻合金电阻率测试方法
  GB/T 3048.2-2007 电线电缆电性能试验方法 第2部分:金属材料电阻率试验


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