一种超高值电阻的测量方法
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电 萋 裹 使 普 室 仪 设 测 酰 胺 嬖 用 通 理 验 的器 备 量 聚着 着蔷 物实 嚣 黄 亚 蕹 出 笛 ｗＤ≥ ≥） 据 阻 计 磊 爰 善 箱 盖 、Ｌｗ Ｄ根 电 的 算 荔 （ ， 藉茹
摘
的 电阻。
要 ： 绝缘材 料超 高值 电 阻的测 量转 换成 高值 电 阻与长度 的 测量 ， 中高值 电阻采 用伏 安 法测量 。 用该 方 法测量 了纯聚酰 亚胺 及掺 炭聚 酰亚胺 将 其 采
关键 词 ： 高值 电阻 ； 超 电阻测 量 ； 安 法 伏
材料样品均为薄膜材料 ， 直 接测量时 ，是从薄膜长度方 向施 加 电压 ， 长度 较 大 ， 积 面 较小 ， 因此电阻较大 ； 而如果 从 薄膜 厚度 方向施加电压 ， 那么长度较小， 面积较大， 一 次电阻较小， 因此 ， 如果采取 从厚度方 向测量 的方 式 ， 就 有可能测量出电阻 ，而如果 ２ 测量方 法 再测量出材料样品 的长度 、 待测样 品为纯聚酰亚胺及掺炭粉 ４ ％及 ６ ％ 宽度和厚度，就可以计算出 聚酰亚胺材料 ， 均为长度为 ２ｒｍ， ０ ａ 宽度为 １ｍ 材料的电阻率 ，并计算出从 ０ ｍ， 厚 度为 ０１ｍ 薄膜 。 ． ｍ 长 度 高值电阻通常指 ｌ５ １９ 的电阻 ， ０ ｎ ０． １ ］ 超高值 电阻一般指 １８ 一 ０１ ０￣ １１ １ ４ ）范围内的电阻 ， 在物理与 材料研究中广泛存在着各种高值及超高值电阻。 电阻 如果 超过 ｌ （０万 ｎＭ）在 没 有 高 电阻 计 Ｏ １ ， 的情况下， 采用通常的方法， 如电桥法， 伏安法 ， 比 较法等 ， 需要高灵敏度检流计或 电位差计， 其能测 量的最大电阻值主要取决于该检流计或电位差计 的灵敏度 ３ －。 ］
．
崔富刚 舒慧霞， 陕西理工学院物理 系。
，
一
３Ｏ一
２１测量方 法尝 试 ．
＋ ． ＋ ，
１概述
图 １直接测量
。 ， 。
图 ２转化测量
首先 用 数 字万 用 表 测量 的欧 姆 档 的最 大 量 厚 度分 别为 Ｌ ， 程 ２ Ｍ）对 三件 聚 酰亚 胺 材 料样 品进 行测 量 ， ０Ｉ 发
、
现数字溢出，由此可知三件样品材料电阻均大于
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量信 息 ２ ０ ， ． ０ ５ ６ 【】 ３韩新 华 高值 电阻测量方法分析们．太原师 范
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学院学报ｆ 自然科学版）２ ０ ， ，． ０ ９ ２８
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测试ｆ 绝缘 材料 ， ０，． Ｊ １ ２ ３１ ０
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科技 论坛 ｉ ｌ ｌ
种超高值 电阻的测量方法
徐 兵 崔 富刚 舒慧霞
Ａ ｅ ｈｏｄ ｆ Ｍ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｏ ｉ ｈ－ｖａ ｕｅ Ｒ ｅ ｉｔ ｎｃ Ｍ ｔ ｏ ａｕ ｅ ｎｔ ｆ Ｈ ｇ ・ ｌ － 。 ｓｓａ ｅ
（ 陕西理 工学 院物理 系， 西 汉 中 ７３０ ） 陕 ２００
【Ｊ 【 黄慧 邵爱 固 缘材 缘电阻 ｌ １ 】 洁， 凤． 体绝 抖绝 测量
［ ２ 】曹桂 芹 王德 文．高值 电 阻 的测 量 技 术 田．计
，
手 摇发 电机 或 电子 源 的 流 比计 式 兆 欧 表是 最常用的高阻测量设备之一 。兆欧表的测量范围 转 测量时（ 如图 ２ 所示）电阻为 ， 通 常在 ｌ ｆ～ ０ｎ， 量 电压 在 １０ ～ ００ Ｖ 测 ＆ ｌ １“ 测 ０Ｖ １０ ０ ， ２ ） ＝ｐ ／ Ｌ ＤＷ 量精 度 为 （— ） １５ ％。采用 量程 为 ５０ Ｉ 的 兆欧 表 ０ Ｍ＇ ） 又设 Ｄ ｋ 由式 （ ）（ ） 知 ， ＝， １、２ 可 ， 对三件样品进行测量发现其电阻高于 ５０ ￣ ０ＭＩ。 例如当 Ｌ １ｒ Ｄ＝ ．ｍ ＝ ０ ｍ， ０１ ｍ时 ，＝ ０ ， 么 ａ ｋ １０ 那 由于样 品 电阻均 高于 ５０ ０Ｍ￣， 用数 字万 用 采 Ｒ ｌ Ｒ ＩＯ０． ， 来电 ／ ＝／ ００ 原 阻为 １ ・ Ｉ Ｒ 万Ｍｒ ２ 表和兆欧表显然无法完成测量 ，并且普通物理实 的电阻， 现在可以转换成 １ ｎ 的电阻及长度厚 验室没有超高电阻测试仪，因而决定采用伏安法 测 量 电阻 。 安 法 的实 质是 检流 计法 ， 要对 直 流 伏 需 ３实验结果及讨论 微小电流的进行测量１ 本校实验室（ Ｃ５ ３ １ 。 Ａ １４型 ） ／ 直 流检 流计 灵 敏度 为 ０２， ， 流稳 压 电源 最大 输 ．ｖ 直 Ａ 出电压约 ３ Ｖ 采用伏安法直接测量 ， ０。 直流稳压电 压调制最大 ３． 结果显示 ， １ Ｖ， ４ 直流检流计指针几 乎没有偏转 ， 无法读数， 保守估计聚酰亚胺材料样 品电 阻大于 １ 万 Ｍｎ。 ５ ２ ． ２测量 原理 分析 文献 ４中聚酰亚胺电阻率随着温度的降低 而 迅 速 升高 并 且 在 １０ ～ ０Ｋ之 间 的 温度 曲线 ５ Ｋ ３０ 可拟 合成 一条 ｅ指数 曲线 。 ３０ 在 ０Ｋ附近 电阻 率为 ｌ ｍ 数 量级 。据此 估算 出纯 聚酰 亚胺 电阻 ０２ ｍ ｎ・ 在数十万 Ｍ ｎ，当使用的直流稳压电源为数十伏 特 时 ， 量 １ Ｍｎ 的电 阻 ， 需 要 灵敏 度 为 要测 Ｏ万 就 ｌ ， ｌ Ａ的灵 敏 电 流计 ， ０ 即 Ｏ 而本 校 普通 实 验 室只有灵敏度 ０ ｗ ． Ａ的灵敏电流计（ ｃ 型） ２ Ａｌ 直 流检流计， 对于电阻均高于 ５０ ｌ ０Ｍｆ 聚酰亚胺样品 显然无法直接采用伏安法测量其 电阻。 因此， 如果 要仍然采用伏安法测量电阻， 要么将 电源电压增 加 ｌ３ ， 倍 到数万伏特， ｏ 要么将电流放大 １３ ， ０倍 才 有 可能继 续采 用 已有普 通物 理实 验室 仪 器直 接测 量聚酰亚胺材料样品电阻。注意到三件聚酰亚胺
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关键 词 ： 高值 电阻 ； 超 电阻测 量 ； 安 法 伏
材料样品均为薄膜材料 ， 直 接测量时 ，是从薄膜长度方 向施 加 电压 ， 长度 较 大 ， 积 面 较小 ， 因此电阻较大 ； 而如果 从 薄膜 厚度 方向施加电压 ， 那么长度较小， 面积较大， 一 次电阻较小， 因此 ， 如果采取 从厚度方 向测量 的方 式 ， 就 有可能测量出电阻 ，而如果 ２ 测量方 法 再测量出材料样品 的长度 、 待测样 品为纯聚酰亚胺及掺炭粉 ４ ％及 ６ ％ 宽度和厚度，就可以计算出 聚酰亚胺材料 ， 均为长度为 ２ｒｍ， ０ ａ 宽度为 １ｍ 材料的电阻率 ，并计算出从 ０ ｍ， 厚 度为 ０１ｍ 薄膜 。 ． ｍ 长 度 高值电阻通常指 ｌ５ １９ 的电阻 ， ０ ｎ ０． １ ］ 超高值 电阻一般指 １８ 一 ０１ ０￣ １１ １ ４ ）范围内的电阻 ， 在物理与 材料研究中广泛存在着各种高值及超高值电阻。 电阻 如果 超过 ｌ （０万 ｎＭ）在 没 有 高 电阻 计 Ｏ １ ， 的情况下， 采用通常的方法， 如电桥法， 伏安法 ， 比 较法等 ， 需要高灵敏度检流计或 电位差计， 其能测 量的最大电阻值主要取决于该检流计或电位差计 的灵敏度 ３ －。 ］
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崔富刚 舒慧霞， 陕西理工学院物理 系。
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１概述
图 １直接测量
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图 ２转化测量
首先 用 数 字万 用 表 测量 的欧 姆 档 的最 大 量 厚 度分 别为 Ｌ ， 程 ２ Ｍ）对 三件 聚 酰亚 胺 材 料样 品进 行测 量 ， ０Ｉ 发
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现数字溢出，由此可知三件样品材料电阻均大于
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量信 息 ２ ０ ， ． ０ ５ ６ 【】 ３韩新 华 高值 电阻测量方法分析们．太原师 范
，
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学院学报ｆ 自然科学版）２ ０ ， ，． ０ ９ ２８
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种超高值 电阻的测量方法
徐 兵 崔 富刚 舒慧霞
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［ ２ 】曹桂 芹 王德 文．高值 电 阻 的测 量 技 术 田．计
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手 摇发 电机 或 电子 源 的 流 比计 式 兆 欧 表是 最常用的高阻测量设备之一 。兆欧表的测量范围 转 测量时（ 如图 ２ 所示）电阻为 ， 通 常在 ｌ ｆ～ ０ｎ， 量 电压 在 １０ ～ ００ Ｖ 测 ＆ ｌ １“ 测 ０Ｖ １０ ０ ， ２ ） ＝ｐ ／ Ｌ ＤＷ 量精 度 为 （— ） １５ ％。采用 量程 为 ５０ Ｉ 的 兆欧 表 ０ Ｍ＇ ） 又设 Ｄ ｋ 由式 （ ）（ ） 知 ， ＝， １、２ 可 ， 对三件样品进行测量发现其电阻高于 ５０ ￣ ０ＭＩ。 例如当 Ｌ １ｒ Ｄ＝ ．ｍ ＝ ０ ｍ， ０１ ｍ时 ，＝ ０ ， 么 ａ ｋ １０ 那 由于样 品 电阻均 高于 ５０ ０Ｍ￣， 用数 字万 用 采 Ｒ ｌ Ｒ ＩＯ０． ， 来电 ／ ＝／ ００ 原 阻为 １ ・ Ｉ Ｒ 万Ｍｒ ２ 表和兆欧表显然无法完成测量 ，并且普通物理实 的电阻， 现在可以转换成 １ ｎ 的电阻及长度厚 验室没有超高电阻测试仪，因而决定采用伏安法 测 量 电阻 。 安 法 的实 质是 检流 计法 ， 要对 直 流 伏 需 ３实验结果及讨论 微小电流的进行测量１ 本校实验室（ Ｃ５ ３ １ 。 Ａ １４型 ） ／ 直 流检 流计 灵 敏度 为 ０２， ， 流稳 压 电源 最大 输 ．ｖ 直 Ａ 出电压约 ３ Ｖ 采用伏安法直接测量 ， ０。 直流稳压电 压调制最大 ３． 结果显示 ， １ Ｖ， ４ 直流检流计指针几 乎没有偏转 ， 无法读数， 保守估计聚酰亚胺材料样 品电 阻大于 １ 万 Ｍｎ。 ５ ２ ． ２测量 原理 分析 文献 ４中聚酰亚胺电阻率随着温度的降低 而 迅 速 升高 并 且 在 １０ ～ ０Ｋ之 间 的 温度 曲线 ５ Ｋ ３０ 可拟 合成 一条 ｅ指数 曲线 。 ３０ 在 ０Ｋ附近 电阻 率为 ｌ ｍ 数 量级 。据此 估算 出纯 聚酰 亚胺 电阻 ０２ ｍ ｎ・ 在数十万 Ｍ ｎ，当使用的直流稳压电源为数十伏 特 时 ， 量 １ Ｍｎ 的电 阻 ， 需 要 灵敏 度 为 要测 Ｏ万 就 ｌ ， ｌ Ａ的灵 敏 电 流计 ， ０ 即 Ｏ 而本 校 普通 实 验 室只有灵敏度 ０ ｗ ． Ａ的灵敏电流计（ ｃ 型） ２ Ａｌ 直 流检流计， 对于电阻均高于 ５０ ｌ ０Ｍｆ 聚酰亚胺样品 显然无法直接采用伏安法测量其 电阻。 因此， 如果 要仍然采用伏安法测量电阻， 要么将 电源电压增 加 ｌ３ ， 倍 到数万伏特， ｏ 要么将电流放大 １３ ， ０倍 才 有 可能继 续采 用 已有普 通物 理实 验室 仪 器直 接测 量聚酰亚胺材料样品电阻。注意到三件聚酰亚胺