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详细信息
碳纸平面电阻率测试仪 碳纸平面电阻率测试仪
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。
参数:1.工作电源power supply 输入: AC 220V±10% ,50Hz 功 耗Power consumption:<30W 2.电阻resistance 10-7~2×107Ω 3.电阻率范围Resistivity 10-7~2×107Ω-cm 4.电导率Conductivity 5×10-7~107s/cm 5.测试电流范围 current 1μA,10μA,100µA,1mA,10mA,1000mA 6.测量电压量程Voltage 测量电压量程 voltage:2mV 20mV 200mV 2V
测量精度Accuracy±(0.1%读数)
分辨率 Resolution: 0.1uV 1uV 10uV 100uV7.电流精度Current ±0.1%Accuracy 8.电阻精度Resistance Accuracy ≤0.3%标准电阻resistance 9.传感器压力Pressure Sensors 200kg;(其他规格可以定制)
(Other specifications can be customized)
专用测试夹具:
可调精密压力装置: 液压、气动、伺服电机或精密螺杆加载,压力范围覆盖 mN 到几百 N,分辨率高。
开尔文四线探针/电极: 独立的电流施加和电压感应探针,材质硬(钨针、镀金合金)以刺破氧化膜。
样品定位台: 三维可调,适应不同形状样品。
屏蔽与环境控制(可选):降低噪声,温度可控(研究温度影响)。
接触电阻率测试仪的需求,核心在于精确测量两种材料接触界面处的电阻(或接触电阻),并可能计算出接触电阻率。这广泛应用于评估连接器触点、继电器开关、导电涂层与基体结合、焊接/压接接头、半导体器件金属化层等界面的导电性能与可靠性。
核心挑战与测量原理
测量目标:
核心是评估磁芯材料在高频下的涡流损耗特性。
通常不直接测量体电阻率(ρ)(因环形闭合结构难以施加贯穿电流),而是测量表面两点之间的等效电阻,或者通过标准化方法获得等效电阻率?或?品质因数(Q)来间接反映涡流损耗。
常用指标:电阻(R)(单位:Ω)或?等效电阻率(ρ_eq)(单位:Ω·m)。
标准方法:两点加压,四点测量(改进的四线法)
电极布置: 在磁环外圆表面上,沿环的周向(垂直于轴向/垂直于环面方向) 等间距布置?四个点接触电极。
外侧两个电极: 施加恒定电流 (I)。电流沿环形磁芯圆周方向流动(模拟高频磁场感应的涡流路径)。
内侧两个电极: 测量这两点之间的电压降 (V)。
原理: 测量电流 (I)流过磁环周向路径时产生的电压降 (V),利用 欧姆定律 (R = V/I) 计算得到两点间的等效电阻 (R)。
消除接触电阻: 四点法(分离电流施加和电压测量电极)有效消除了?接触电阻?和?引线电阻?对电压测量的影响,确保测量的是磁芯材料本身路径的电阻。
等效电阻率计算: 若需要等效电阻率 (ρ_eq),需要知道磁环的几何尺寸(平均周长 L,横截面积 A)。
公式: ρ_eq = (R * A) / L
L: 磁环的平均周长(π * 平均直径)。
A: 磁环的横截面积((外径 - 内径) / 2 * 高度)。
说明: 这里计算的 ρ_eq 是等效值,代表材料在该特定电流路径(周向)上的电阻特性,与传统体电阻率物理意义不完全相同,但?是衡量涡流损耗的关键参数。
测量原理与方法:
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。
功能与场景适配
需求场景 关键功能配置 参考依据
现场快速检测 便携式设计(重量<10kg)、锂电池续航>4小时、IP54防护等级
强电磁干扰环境 抗工频干扰技术、自动滤波功能
高精度诊断 四线制测量(消除引线误差)、温度自动换算(校正至20℃标准值)
数据管理需求 存储历史数据、蓝牙/USB导出、PC端分析软件
安全与可靠性
安全防护
必须配备过压/过流保护、自动放电功能(测试后释放绕组储能);
高压档位需有声光报警提示(如UT501的电压符号显示与红灯警示)。
环境适应性
工作温度:-10℃–50℃,湿度≤85%RH(避免结露影响精度);
防尘防摔设计(户外作业选IP65防护)。
电力设备专用绝缘电阻测试仪
基础量程
低压设备:500V档位量程通常为 0.5MΩ–20GΩ(如直流系统接地检测)。
中高压设备:
5000V档位:0–1999MΩ?(绝缘子测试)1 或扩展至 200GΩ(高端型号);
10000V档位:*高达 ?400GΩ?(输电线路绝缘子检测)。
特殊场景要求
蓄电池组绝缘电阻:≥ 0.2MΩ(220V系统);
直流母线绝缘电阻:≥ 50MΩ(500V摇表测量)。
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。
典型应用场景
半导体制造:硅片电阻率、扩散层薄层电阻检测。
柔性材料:导电膜、金属薄膜的方块电阻测量。
科研与教育:高校及科研机构的材料电性能表征。
该技术通过标准化操作(如暗室测量避免光敏干扰、电流选择平衡精度与热效应)确保数据可靠性。
炭素冶金 原料质量控制,缩短质检时间(如某厂商从3小时/批次降至20分钟)
半导体研发 推动柔性电子、储能材料(如钙钛矿太阳能电池)的创新应用
备注:测试方法需适配场景——四探针法(符合锂电池标准GB/T 24533)用于高精度分析,两探针法则适用于常规导电性筛查
粉末电阻率测试仪在多个工业及科研领域具有关键应用,其核心应用场景可归纳如下:
1. 新能源电池材料
正负极材料优化:用于锂电池正极材料(如磷酸铁锂、三元材料)和负极材料(如石墨、硅碳复合)的导电性能评估,通过电阻率与压实密度关联分析提升电池能量密度和循环寿命。
固态电解质研发:测量硫化物/氧化物固态电解质的离子电导率(通过电阻率换算),研究压力对离子传导通道的影响。
生产质控:监控极片涂布和辊压工艺后的电阻一致性,确保电池电芯性能稳定。
2. 炭素与冶金工业
原料质检:检测煅后石油焦、无烟煤、金属粉末的纯度与粒度分布,依据行业标准(如YS/T 587.6)控制3MPa压力下的电阻率。
粉末冶金工艺:优化金属粉末成型工艺(如3D打印、粉末冶金),分析电阻率对成型件导电性和结构稳定性的影响。
3. 陶瓷与绝缘材料
陶瓷粉体性能:评估氧化铝、氧化锆等陶瓷粉末的电阻率,指导烧结工艺以提升制品致密度。
绝缘材料筛选:测量高分子粉末、陶瓷颗粒的超高电阻率(>10 Ω·cm),确保其在电气绝缘场景的可靠性。
4. 颜料与塑料工业
导电塑料开发:优化炭黑/金属粉末填料的添加比例,通过电阻率测试调控塑料的导电性和抗静电性能。
颜料性能评估:分析颜料电阻率对涂料分散性、涂层附着力的影响1。
5. 半导体与柔性电子
半导体粉末测试:测量硅粉、锗粉等材料的电学性能,支撑柔性电极开发(如氧化锌-聚合物复合电极)。
可穿戴设备:用于半导体粉末传感器(如二氧化锡氨气传感器)的电阻率响应特性分析。
两探针法与四探针法在原理、精度和应用场景上存在显著差异,具体区别如下:
一、测量原理差异
两探针法:仅使用两个探针同时注入电流和测量电压,电流流经探针时会在接触点产生接触电阻,导线电阻也会串联到测量回路中,导致测得的电压包含额外电阻的压降。
四探针法:外侧两探针通电流,内侧两探针测电压,电压测量回路的高输入阻抗使电流极小,接触电阻和导线电阻的影响可忽略,直接反映材料真实电阻率。
二、精度对比
两探针法:
误差主要来自接触电阻和导线电阻,尤其对小电阻材料(如金属箔)影响显著。例如,测试铝箔时,两探针法测得电阻率(0.370026 Ω·cm)远高于四探针法结果(2.884×10 Ω·cm)。
适用于大电阻材料(如绝缘体),因附加电阻相对较小。
四探针法:
通过分离电流与电压回路,误差可控制在±1%以内,尤其适合半导体、薄膜等微尺度样品。
对低阻材料(如铜箔)和高阻材料(如掺杂硅)均能准确测量。
三、适用场景
两探针法:
快速检测大电阻材料(如陶瓷、聚合物)的粗略电阻值。
工业现场对精度要求不高的场景。
四探针法:
半导体晶圆、光伏薄膜、石墨烯等高精度需求领域。
需区分涂层与基材电阻的极片测试(如锂电池正极)。
四、操作复杂度
两探针法:无需复杂校准,但需注意探针压力对接触电阻的影响。
四探针法:需精确控制探针间距(通常1mm)和样品厚度,薄层材料需修正系数。
五、典型误差案例
测试锂电池极片时,四探针法对小电阻极片(cathode-1)的电阻率测量值(2.1×10?? Ω·cm)与铝箔接近,而两探针法结果(1444.94 Ω·cm)因接触电阻被严重放大。
综上,四探针法通过分离电流/电压回路实现高精度测量,而两探针法因结构简单更适合快速筛查或大电阻场景
售后内容:
一、我公司派工程师负责安装调试及培训。
二、产品自客户验收之日起,免费保修 2 年,终身维修。
1、设备安装调试:
免费为用户提供所购仪器的安装调试服务。在进行安装调试前用户方应提供相应的准备工作,并予以提前通知,具体安装调试日期双方可以协商而定。设备安装调试由多年行业资深工程师免费进行。保证用户可以正确使用、软件操作和一般维护以及应及故障的处理。
2、培 训:
我公司工程师免费为用户提供操作人员培训,直到操作人员能独立操作为止。
3、设备验收标准:用户方按订货技术要求进行验收。并符合国家标准要求。设备验收在用户方进行并由我公司安装调试技术人员和用户共同在维修报告上签字以确认仪器的调试工作完成。
4、设备维修服务:
我公司产品自用户现场调试验收合格后 1 年内免费保修,终身维护。在1 年免费保修期内产品发生非人为质量问题,我公司为客户提供免费维修。如产品在免费保修期外出现故障,维修服务只适当收取材料成本费。
5、技术支持:对于所需仪器的用户,根据用户的要求提供 技术方案。除了常规的仪器服务外,我公司技术部还可为用户提供各种非常规设备的技术支持。
6、售后响应:在接到用户维修邀请后,2 小时内做出反应,并给予解决。如未解决,我公司指派工程师及时到达用户现场,解决问题至设备正常使用为止。




