离子迁移测试系统

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电子浆料的电阻温度系数测试解决方案

发布日期2024-01-15 00:00
信息摘要:
项目介绍: 本电阻测试系统是由一台高低温试验箱和一台电阻测试系统组成,测试夹具安装在高低温试验箱中,电阻测试系统通过测试线束与测试夹具连接 直流电阻的测试原理是先对被...

项目介绍:
本电阻测试系统是由一台高低温试验箱和一台电阻测试系统组成。测试夹具安装在高低温试验箱中,电阻测试系统通过测试线束与测试夹具连接。


直流电阻的测试原理是先对被测物体施加一个恒定直流电流,再准确测量出该被测物上的电压,根据欧姆定律换算出电阻值;
但对于测试小电阻时、需要通过四线测试模式来达到在测试过程中消除引线电阻所带来的测试误差,该引线电阻会严重影响到测量的精度,由于测试引线上存在一定的电阻,为此。四线制测试原理如下图1所示:
 
图1
R代表的是引线电阻
电压测量端与恒流源分开。R3、R4的电阻和万用表的输入阻抗相比也可以忽略不计,电压测量端的所测得的电压就是Rx两端的电压,保证了测试的精确度,对电流输出回路没有影响,R1、R2是电流回路上的引线电阻,由此可见,采用四线制电阻测量方式可以很好的消除引线电阻带来的误差。
电阻值R = V/I
对于微小电阻测试,因测试回路中由于存在多个连接节点(焊点、开关等),每个节点上由于2种材料的不同,会产生多种不同的热电势(热电偶效应),这些热电势会叠加到测量电压中,严重影响电压的测试精度,从而对电阻测量精度带来较大影响,电阻越低,测量电压越小,热电势影响就越大,为了从根本上消除这些热电势对测量结果的影响,最好的解决方法就是采用电流正反向交替测量法;
在测量回路中的热电势有个特点,节点产生的这些热电势使有方向性的,即正负极固定,所以新的测量方式是,利用正向施加一个测试电流测的一个电压,然后再反向施加一个电流测的一个电压,2个电压相加再除以2,就可以消除这个热电势对测量的影响;见下图,V0代表测量回路中的热电势

对于另外一个问题,对于较大电阻测量时,4线电阻测试方式是否能够代替2线电阻测试方式,这个答案是完全可以的;
2线电阻测试主要是对较大的电阻测量(比如1K以上),因为引线电阻以及节点热电势对测量结果的影响都比较小,在满足测量精度的情况下,可以忽略不计;
为什么市面上对较大电阻测量都用2线法?原因一方面是2线法比较简单,测试线少,测试路数相对而言多一些,另一个方面从技术角度上来说,电阻表都是分量程的,每个量程都有固定的测试电流,比如10µA – 10mA不等,这些固定的电流输出容易保证电流精度,从而保证电阻测量的准确性;而4线法是独立的精密电流源+高精度电压表的方式,精密电流源是可编程式,即根据测试要求随意调节电流输出,早期的可编程电流源在小电流精度方面做的不太好,所以选用4线测量较大电阻不太实用,但近几年,随着世界测量技术的发展,可编程精密电流已经成为现实,我们选用的这款美国Keithley公司的6220精密电流源,就具备高精度小电流输出能力,从1µA-100mA均能准确输出,输出精度可达0.1%,配合高精度电压表2182就可以实现4线法测量较大电阻的能力;目前,我们方案中的4线法电阻测量能力就具备从1mΩ–10MΩ全范围;
一般的直流电阻仪表测量能力大都是1MΩ,大于1MΩ的都不太准确了,原因是大部分仪表高量程的时候,测试电流为10µA,如果是10MΩ,电阻上的电压是100V,而目前的电压测试表的输入阻抗在电压测量小于10V时可以做到大于10GΩ,而电压测量大于10V量程时,均是20MΩ,这样就使测试电流在流经被测电阻时,也会分流流过电压表的内部,使实际流过被测电阻的电流减少,在被测电阻上产生的电压就低,而仪表的计算方式还是以10µA计算出来的电阻值,因此电阻测量的准确值降低;
 
 
 
    采用的6220型精密电流源可以做到1µA及以下的输出测量能力,精度0.1%,这样在10MΩ上产生的电压只有10V,电压表的输入阻抗大于10GΩ,跟10MΩ电阻来比,至少差1000倍,测试电流所可能产生的分流可以忽略不计,这样既能满足电阻测试范围,又能保证测量精度

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