材料物理性能 材料导电性能

Rx
R1 R2
RN
=
R3 R4
RN
当检流计为零时，从电桥上读出R1 、R2而RN 为已知的 标准电阻，用上式可求出Rx值。
用双电桥测量电阻可测量10010-6的电阻，测量精度为 0.2%。
在测量中应注意：连接Rx、RN的铜导线尽量粗而短，测量 尽可能快。
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3．电位差计法
电位差计法广泛应用于金属合金的电阻测量，可测量试 样的高温和低温电阻，还可以测试电位差、电流和电阻， 它的精度比双电桥法精度高。可以测量10-7的微小电势。 当一恒定电流通过试样和标准电阻时，测定试样和标准电 阻两端的电压降Vx和VN，RN已知，通过下式计算出Rx
的相对电导率。
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片状样品
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管（环）状样品
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三、电阻率的测量
1、高电阻率测量
测定陶瓷材料和高分子材料的体积电阻、表面电阻
实验仪器
ZC36型高阻计是一种直流式的超高电阻计和微电流两 用仪器。仪器的最高量限电阻值1017Ω，微电流10-14A微 电流。
•
适用对绝缘材料、电工产品、电子设备以及元件的绝
电阻率的单位：m ， cm ， cm，
工程技术上常用mm2/m。它们之间的换算关系为
1 cm = 10-8 m = 10-6 cm = 10-2 mm2/m
电阻率与电导率关系
1
的单位为西门子每米（S/m）。
工程中也常用相对电导率（IACS%），它表示导体材料的导电性 能。国际上把标准软铜在室温20。C下的电阻率 = 0.01724 mm2/m 的电阻率作为100%，其他材料的电导率与之相比的百分数为该材料
材料电阻的测量方法
测量材料电阻的方法，根据材料的电阻大小不同，采 用的测量方法各异。 主要的测量方法：
惠斯顿单电桥法 双电桥测量法 电位差计测量 直流四探针法
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1、惠斯顿（Huiston）单电桥法
通过检流计G的电流为零.
RN、R1 、R2 的电阻均已知，
被测电阻Rx的计算：Rx
R1 R2
入短路开关(即按钮抬起来)，读取加上测试电压1分钟时， 指示电表显示的电阻值。读数完毕，将“倍率”打回 “10-1”档。 (4)接入短路开关，将“放电、测试”开关打回到“放电” 位置。更换试样，重复以上操作，待全部试样测量完毕后， 切除电源，除去各种连接线，按要求整理、放置好仪器。
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节R1R2R3R4电阻使电桥达到平衡，则检流计为零G=0
VD=VB
Rx
R1 R2
RN
R4r R3 R4 r
( R1 R2
R3 ) R4
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为了使上式简化，在设计电桥时，使R1 =R3，R2=R4， 并将它们的阻值设计的比较大，而导线的电阻足够小（选
用短粗的导线），这样使 R1 R3 趋向于零， 则附加项趋 近于零，上式近似为： R2 R4
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2 .双电桥法
双电桥法是目前测量金属室温电阻应用最广的方法，用于 测量低电阻（10210-6）。
双电桥法测量时，待测电阻
Rx和标准电阻RN 相互串连 后，串入一有恒电流的回路
中。将可调电阻R1R2R3R4组
成电桥四臂，并与Rx、RN并
连；在其间B、D点连接检流计G，那么测量电阻Rx归结为调
Rx
RN
Vx VN
电位差计法优点：导线（引线）电阻不影响电位差计的电势 Vx、VN，的测量，而双电桥法由于引线较长和接触电阻很 难消除，所以在测金属电阻随温度变化，不够精确。
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4． 直流四探针法
直流四探针法主要用于半导体材料或超导体等的低电阻
率的测量。常用于半导体单晶硅掺杂的电阻率测量。
缘电阻测量和高阻兆欧电阻的测量，也可用于微电流测量。
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测试电路原理
被测试样与高阻抗直流放大器的输入电阻 串联并跨接于直流高压测试电源上；高阻抗 直流放大器将其输入电阻上的分压讯号经放 大输出至指示仪表，由指示仪表直接读出被 测绝缘电阻值。
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1）测量体积电阻值Rv （1）将Rv、Rs转换开关旋至Rv处。
RN
测量中Rx被测电阻，测出的电阻
包括A 、B两点的导线电阻和接触电阻。 惠斯顿单电桥测量原理图 当测量低电阻时，由于结构和接触电阻无法消除，灵敏度不
高、测量数值偏差较大，只有当被测电阻相对于导线电阻 和接触电阻相当大时，Rx才接近于 。
惠斯顿单电桥的测量很少用于测量金属电阻，其测量电阻范 围通常在在10106。
数。单位：（cm）；I是探针通入的电流。
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一、目的要求
1、掌握材料导电性能（电阻率、电导率）的 测量方法；
2、了解电阻率和电导率的相互关系； 3、了解高分子、陶瓷材料的体电阻、表面电
阻； 4、理解成分对金属材料导电性能影响。
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欧姆定律
二、基本原理
RL S
电阻率与材料本质有关
计算公式：
R r2
V
Vh
(1) 式中：π—3.1416； r一测量电极的半径 (cm)； h一陶瓷试样的厚度 (cm)。
R 2
s
s
lnห้องสมุดไป่ตู้
D2 D1
(2)
式中π—3.1416； D2一保护电极的内径 (cm)；D1一测量电极的直径 (cm)；1n一自然对数。
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(2)将电压选择开关置于所需要的测试电压位置上，将“倍 率选择”旋钮选 至所需的位置。
(3)将“放电、测试”开关放在“测试”位置，检查电压应 选择的位置，打开输入短路开关(即按钮抬起来)，读取加 上测试电压1分钟，指示电表显示的电阻值。读数完毕， 将“倍率”打回“10-1”档。
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2）测量表面电阻值Rs (1)将Rv、Rs转换开关旋至Rs处。 (2)将电压选择开关置于所需要的测试电压位置上，将 “倍率选择”旋至所 需要的位置。 (在不了解测试值的数 量级时，倍率应从低次方开始选择。) (3)将“放电、测试”开关放在“测试”位置，检查应选 择的位置，打开输
四根金属探针彼此相距1mm排在一
条直线上，要求四根探针与样品表
面接触良好。由1、4探针通入小电
流，当电流通过时，样品各点将有
电位差，同时用高阻静电计、电子
毫伏计测出2、3探针间的电位差V23，四探针法的测量线路原理图
计算出样品的电阻率
C V23
I
C是与被测样品的几何尺寸及探针间距有关的测量的系数，称为探针系