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)
银 Ag 1.59 0.0038 961 2210 10.49
铜 Cu 1.67 0.0039 1083 2959 8.96
金 Au 2.35 0.0032 1063 2970 19.32
铝 Al 2.65 0.0043 660 2450 2.70
锌 Zn 5.92 0.0042 420 906 7.13
铁 Fe 9.71 0.0065 1537 3000 7.87
铂 Pt 10.6 0.0039 1769 4530 21.45
锡 Sn 11.0 0.0047 232 2270 7.30
钛 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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