体积表面电阻五种测量模式的原理及电极配置要求

体积表面电阻五种测量模式的原理及电极配置要求

两探头测量模式

   原理 ：在试样轴向两端施加电压，测量通过试样轴向电流，根据欧姆定律计算出电阻值。

   电极配置 ：通常使用两个同轴圆柱形电极或两个平行平板电极。同轴圆柱形电极中，外电极套在内电极外面，两者之间有一定的绝缘间隙；平行平板电极则将试样放置在两个平行的平板电极之间。

   应用范围 ：适用于测量实心导体或导电涂层等轴向电阻相对较小的材料，测量结果能较好地反映材料整体的导电性能。

四探头测量模式

   原理 ：在试样上呈直线排列的四个等距探头中，电流 I 从外侧两个探头流入试样，电压 V 在内侧两个探头间测量，电阻 R=V/I，再根据试样横截面积 A 和探头间距 L，计算出体积电阻率 ρ=RA/L。

   电极配置 ：四个探头通常呈直线排列，且彼此之间的间距相等。探头可以是针状、柱状或平板状等不同形式，根据试样的形状和尺寸进行选择。

   应用范围 ：有效避免了两探头测量时接触电阻和试样几何尺寸的影响，特别适用于测量半导体材料、导电塑料等具有一定导电性的材料的体积电阻率。此外，也可用于测量薄层材料的电阻率，通过测量薄层表面的电阻并结合薄层厚度，进一步计算出体积表面电阻率。

三电极测量模式

   原理 ：包括一个高压电极、一个测量电极和一个保护电极。当测量体积电阻时，高压输出到基板电极形成体内电场，电流检测通过柱电极收集体积传导电流，保护环接地以分流表面泄漏电流；测量表面电阻时，高压输出到环形电极建立表面电位梯度，电流检测通过柱电极捕获表面传导电流，基板接地消除体内电流干扰。

   电极配置 ：高压电极用于施加测量电压，通常为圆形或环形；测量电极用于检测流过试样的电流，一般为柱状或环状；保护电极主要用于减少泄漏电流对测量结果的影响，通常包围在测量电极周围。

   应用范围 ：可分别精确测量体积电阻和表面电阻，能够有效避免表面泄漏电流和体积电流的相互干扰，适用于测量绝缘材料、半导体材料以及各种复合材料等的体积电阻和表面电阻。

单探头测量模式

   原理 ：将一个探头与试样接触，通过在探头和试样之间施加电压，测量流经试样的电流，从而计算出电阻值。这种模式下，试样的另一端通常接地或连接到一个已知电阻上，以形成电流回路。

   电极配置 ：一般采用一个金属探头，其形状和尺寸根据试样的形状和测量要求而定，常见的有球形、针形和平板形等。

   应用范围 ：适用于测量一些表面电阻较高的材料，或者对于形状不规则、难以使用其他测量模式的试样，单探头测量模式具有较好的适应性和灵活性。