如何测量体积电阻率？B2985B 静电计/高阻表测体积电阻率的测试方法

时间： 2024-06-17 来源：是德科技 Keysight Technologies知乎

技术问答

体积电阻 Volume Resistance

体积电阻是在试样两相对表面上放置的两电极间所加直流电压与流过这两个电极之间的稳态电流之商，不包括沿试样表面的电流，在两电极上可能形成的极化忽略不计。

体积电阻率 Volume Resistivity

体积电阻率是在绝缘材料里面的直流电场强度和稳态电流密度之商，即単位体积内的体积电阻。
注：体积电阻率的SI单位是Ω・m。实际上也使用Ω・cm这一单位

体积电阻率测试

体积电阻率测试一般采用图 1 所示的测试夹具电极配置 — 将电压源 Vs 施加到上电极，指定流经测试样品的大电流为 Im，随后体积电阻率 Rv 用公式 Rv = Vs/Im 计算。从测试样品流向保护电极的大电流和从上电极流向保护电极的表面电流都属于泄露电流；然而这些电流都会进入 Vs 的低侧，不会对用于计算 Rv 的电流表电流 (Im) 的大小造成影响。

体积电阻率 Rv 可用公式 rv = EAR/STH x Rv 计算出，其中:

EAR = Effective area 有效面积

STH = Sample thickness 样品厚度

图 1.体积电阻率测试

体积电阻率测试实例

以下步骤演示了如何设置和执行体积电阻率测试。

B2985B 静电计/高阻表前面板操作及测量步骤

1. 在 16008B 电阻盒中放入测试样品。

注: 本例使用了与静电隔离袋材质相同的塑料薄膜。

将 16008B 体积/表面选择器的开关切换到 "体积 (Volume)" 位置。

2. 按下 [视图 (View)] 键，以显示功能键 View 的菜单。接下来按下[仪表视图 (Meter View)] 功能键，并按下 [AMPS (I)] 辅助键。

3. (1) 检查电压源 (Voltage Source) 字段是否设置为 0 V。

(2) 如果不是，将字段指针移动到电压源值，再按下 [旋钮 (knob)] 进行电压编辑。
(3) 字段指针变为绿色编辑 (EDIT) 状态。
(4) 设置电压为 0 V。用箭头键选择想要编辑的数字。

4. 设置运算 (MATH) 参数，以进行体积电阻率和表面电阻率计算:

5. 运算变量输入面板已打开。

将索引 (Index) 设置为 "01" (参见下图中的步骤 "a")。

执行下图中的步骤 "b" 至 "i"，将索引 7 中的变量设为 188.5 (mm)，参见步骤 h。

6. 在对索引 08 到 10 的变量完成上述步骤之后，所有的参数应当按照下图进行设置。

按下 [应用 (Apply)]，再按下 [OK] 键，可以保存数值和关闭运算变量 (Math Variable) 输入面板。

所有的电阻率运算参数都已设置好。

按下 [应用 (Apply)], 再按下 [OK] 键, 可以设置和关闭运算变量

(Math Variable) 输入面板。

7. 设置测量所用到的测试电压。

(1) 按下 [仪表视图 (Meter View)] 功能键。

(2) 连续两次按下 [More...1 of 3] 辅助键，以显示 [More...3 of 3] 功能键。

(3) 按下 [显示电压源功能 (Show VS Func.)] 辅助键，以显示 VS 功能菜单。

8. 将 VS 功能改为编辑 (EDIT) 模式，并选择[线性单扫描 (LINEAR SINGLE)] 辅助键。

9. 通过下图中的步骤可以完成扫描参数的设置。

(1) 电源 (Source) 形状指示器应当改为指示线性单扫描。

(2) 按照下列数值编辑扫描参数。

‾ 开始 (Start): 500 V

‾ 停止 (Stop): 500 V

‾ 点数 (Points): 1

(3) 按下 [隐藏电压源功能 (Hide VS Func.)] 辅助键。

VS 范围设置模式已打开。

(4) 将字段指针移动到 "Spot Source Range"，然后按下 [旋钮 (Knob)] 可将字段更改为编辑 (EDIT) 模式。

(5) 按下 [+1000 V] 辅助键，将 VS 范围设置为 1000 V。

10. (1) VS 范围指示出电压被设定在 1000 V。

(2) 连续两次按下 [More..3 of 3] 辅助键，直至它处于 [More...2 of 3]。

(3) 按下[显示触发 (Show Trigger)] 辅助键。

(4) 点击触发 (Trigger) 模式，并更改为编辑 (EDIT) 模式。辅助键更改为触发 (Trigger) 选择菜单。

(5) 按下 [手动 (MANUAL)] 辅助键。

(6) 触发 (Trigger) 模式更改为手动 (MANUAL) 模式。

11. 手动触发 (Manual Trigger) 参数的输入字段已打开。

在本例中，将触发设为 5 秒间隔，最终采样设在 60 秒。

(1) 按照下列数据更改手动触发 (Manual) 参数:

测量计数: 13

测量时延: 500 ms (设置在偏置电压输出后有 500 ms 时延。)测量时间: 5 秒 (每隔 5 秒执行采样。)

源计数: 1 (开始 - 停止)

测量和源触发: 自动 (AUTO)

(2) 按下 [隐藏触发 (Hide Trigger)] 辅助键。

(3) 按下 [显示滚降 (Show Roll)] 辅助键，为接下来的测量做准备。屏幕的下半部分会显示仪表视图和滚降视图。

12. 可选设置

如果您在使用湿度传感器和/或热电偶，可将其接到 B2985A/87A 的后面板输入端，这样您就能测量在测试环境中的湿度和温度。注: 由于湿度对电阻率测量的影响很明显，因此如果您在一个不可控的环境内进行电阻率测量，那么您应当监测湿度指标。

13. 输出打开。

(1) 按下电压源[通/断 (On/Off)] 键，以输出 0 V 电压。

(2) 然后按下电流表[通/断 (On/Off)] 键，以连接这个电流表。

(3) 自动执行单次电流测量。

注: 如果已接到湿度和温度传感器，也会显示这一数据。

14. 按下 [OHMS(R)] 辅助键，将测量参数更改为电阻。

a. 仪表视图 (Meter View) 的单位更改为 "Ω"。

b. 下面步骤将设置运算 (MATH) 功能并计算体积电阻率。执行下图中 b 部分所列出的第 1 至 3 个步骤。

15. "运算 (MATH)" 指示器显示了 VRESISTIVITY 功能已经设置好。

通过运算功能计算出来的数据在主要测量数据显示字段中显示。电阻数据在次要测量数据显示字段中显示。

16. 以下操作适用于体积电阻率测试。

按下 [单次 (Single)] 测量按钮。

体积电阻率测试的时间是 5 到 60 秒。电阻率的单位 "PO" 表示 Peta-Ohm/cm。注: 体积电阻率的单位是 Ωcm。

17. 运算数据不能在图形视图中显示。

通过下列步骤来绘制体积电阻率与带电时间的关系图。

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系列,2000 X 系列,4000 X,33511B,N5166B,EDU36311A,N3300,4104A,E36234A,2022A,N7900,D3000USBB,DSOX-2WAVEGEN,N2820A,U3810,U2600,33510B,U2020 X 系列,N443XD 系列,3014G,33522B,BV9200B,EDU34450A,3498A,E36200 系列,34950A,U9428A SP8T,E36233A,CXG X,EXG,N8480 系列,L2060 X 系列,AC6903L,N2843A,RP7936A,E36100B,AC6903H,EXR,B2900B 系列,D4000PWRB,33521B,N9962A,RP7962A,EPM 系列,3000G X,1000 X 系列,P9377B,AC6804B,EXG X 系列,E4982A,DAQM905A,DAQM909A4,N9950B,N9950A,N8740A,D3000GENB,E36200A,E36103B,N6791A,E 系列,N2842A,AC6912L,B2980B 系列,AC6912H,N9951A,33520B,RP7973A,RP7961A,N2841A,N7007A,53131A,P9243A,P937XA,P937XB,E4981A,U2741A,N9323C-TG7,N9951B,34972A,E36102B,N6790A,EDU33210A 系列,E36320A,N8741A,AC6802B,RP7972A,4000 X 系列,U2000 系列,U9424A,P9240AWGA,P924XA,S254A,E3600 系列,DAQM903A,N9960A,53200 系列,E36311A,N8762A,6000X,E36105B,U7104N,N6781A,U9424C,U2000,U9424B,N2876A,U7104F,E3641A,U2060 X 系列,U7104E,EXR254A,U9428B SP8T,RP7983A,N3300 系列,N7550 系列,AC6803B,DAQM904A,N8900,U2751A,84904L,34970A,N9961A,E36104B,CXG,E36150 系列,N6792A,P 系列,E3640A,DSOXBODE,AC6800B,N2874A,EDU33211A,RP7942A,6002A,BN9963B,E3600,S054A,1000 X,U7106N,E36313A,DAQM900A,L2060 X,U9422B SPDT,DSOX,U7106F,U7106E,N8756A,DSOX2MSO,J7204B,N8732A,E36150A 系列,N8950A,U3851A,EXR058A,RP7941A,AC6801B,10070D,P9384B,D4000AUTB,N2752A,EDU33210A,RP7953A,BN9962B,DAQM902A,U2761A,34980A,E36300A,E36312A,N6782A,DAQM901A,U2020 X,E36106B,53220A,N8757A,AC6900 系列,N8733A,D3000PWRB,N8951A,N9952B,RP7952A,N9952A,U7108B,U7108A,P9242A,P9375B,U7108C,P9240GENC,N2751A,P9375A,U9428C,E4980A,U9428B,6004A,33500B 系列,U9428A,N7971A,ENA 系列,D4000AERB,53132A,EXG X,N6785A,B2980B,N6773A,N6761A,N8754A,N8742A,RP7963A,N9953B,RP7951A,EDU33210 系列,N7970A,EDU33212A,P9241A,P938XB,N2750A,N2871A,53230A,N8700,U3810 系列,U9424A SP4T,DSOXT3MSO,S804A,L2050 X,J7201C,J7201B,N6784A,N8755A,J7201A,N8731A,N2870A,8495D,N2797A,N9934B,N2894A,N5770A,8495B,34420A,N70412A,N7973A,E3647A,6000X 系列,10833F,10833G,10833A,10833B,4154A,D6000GENB,10833C,S104A,10833D,N6775A,EXR204A,N6763A,N8736A,N6751A,N8954A,N8930A,EL34143A,E36300 系列,DAQ973A,N7550,EDUX1052A,U8480 系列,N9923A,N2796A,N9935B,3000G X 系列,N9935A,N2893A,EDUX 系列,3052G,U2781A,N5771A,N7972A,EDUX1052G,E36100,PP001A,E3646A,DP0001A,6811C,4032A,EXR108A,E36100 系列,N6786A,N8737A,D4000BDLB,N6774A,N6762A,N8943A,10834A,E5063A,N8955A,8494G,N8931A,E3634A,N2783B,N2795A,BN9961B,N5772A,6813C,N7951A,D6000USBB,E3649A,6800C,6812C,U71010A,U71010C,U71010B,N6753A,AC6800B 系列,N8758A,N6741B,N8734A,N6971A,S 系列,N8952A,N6777A,N6765A,N8940A,P9370A,P9382B,N2891A,P9370B,N2782B,D3000AUTB,53181A,N9933B,N28005A,EL30000 系列,U2050 X,N5761A,N7950A,BN9960B,N7974A,N8700 系列,34465A,E3648A,4054A,N6764A,N8759A,N6752A,E9320,N8735A,N6970A,N8941A,EL34243A,N6776A,N2793A,DAQ970A,N2890A,N2781B,RP7982A,E4417A,8509XD 系列,N9914B,N9914A,82350C,N5750A,N7953A,U2300 系列,N7977A,N5762A,DAQM909A,E8486A,DSOX-4WAVEGEN2,E5810B,N9938B,N9926A,N6743B,N8934A,N9938A,N6731B,N8946A,N6973A,E36100B 系列,E36200A 系列,E3643A,N6755A,EDUX,N2780B,E4416A,N9915B,N7976A,N5763A,E4980AL,N5751A,E36300,N7952A,D9110PWRA,E9300,N9915A,N8923A,N6972A,EXR104A,N9927A,N6742B,N8935A,E3630A,4052A,E3642A,N6700 系列,N6766A,N6754A,N2791A,

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Keysight（是德科技）台式和电源产品选型指南

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型号- E3640,33521B,B2987A,B2911A,M9240GENB,INFINIIUM S-SERIES,34460A,DAQM905A,D6000GENA,U8000,3000T X-SERIES,M9240NFCB,1000X,D3000GENA,D3000NFCA,D4000NFCA,D2000GENA,N5700,D4000GENA,N6791A,PV8921A,3458A,CX1103A,CX3322A,E3630,DAQ973A,RP7900 SERIES,B2962A,D6000BDLA,3000T,N6900,D4000BDLA,B2960,N5700 SERIES,P9240AUTB,B1506A,3000X,P9240NFCB,CX1102A,B2985A,M9111A,33600A,33612A,B2961A,E36100B SERIES,U8000 SERIES,34470A,DAQM903A,E36311A,6000X,33600A SERIES,D6000AERA,N3300A,DG9000,M9601A,D6000USBA,M9240AERB,6800,D2000AUTA,B1505A,B2960 SERIES,D3000AUTA,33611A,N6700 SERIES,DAQM904A,N8900,E3640 SERIES,B2900,33500B SERIES,34465A,N8900 SERIES,M9240BDLB,B2980,CX1104A,D6000PWRA,DAQ970A,BV9201B,N6790,P9240A,E36300 SERIES,33622A,P9240AERB,B2983A,33509B,2000X,DAQM909A,M9615A,1000 X-SERIES,DAQM900A,B2900 SERIES,U8030 SERIES,D6000AUTA,PV8900,AC6800 SERIES,N8700 SERIES,D4000AUTA,AC6801B,P9240BDLB,33512B,N6780,33500B,33621A,E3630 SERIES,DAQM902A,E36200 SERIES,N6700,E36300,B2902A,2000 X-SERIES,4000X,M9240PWRB,N6705,D3000PWRA,E36312A,N6900 SERIES,M9614A,DAQM901A,4000 X-SERIES,6800 SERIES,6000 X-SERIES,M9240A,N6705C,33511B,B2981A,D2000BDLA,P9240GENB,33519B,B2901A,RP7900,DAQM907A,AC6800,N3300A SERIES,D4000AERA,D3000AERA,N7900,D4000USBA,CX3324A,35520B,CX1101A,CX3300A,N7900 SERIES,33510B,33522B,N8700,B2980 SERIES,M9240AUTB,E36200,B2912A,DAQM908A,U8030,N6780 SERIES,34461A,B1500A,D3000BDLA,E36100B,D4000PWRA

选型指南 - KEYSIGHT - April 23, 2021 PDF 英文下载

如何测试表面电阻率？

表面电阻率是指表示物体表面形成的使电荷移动或电流流动难易程度的物理量。本文KEYSIGHT介绍了表面电阻率的测试原理，并介绍了使用B2985A/B2987A静电计/高阻表和电阻盒进行电阻率测试的实例。

设计经验发布时间 : 2024-03-23

Keysight（是德科技） B2980A 系列飞安表/皮安表静电计/高阻表

型号- 16493B-001,B2987A,16493B-002,16008B,16339A,B2983A,N1414A,U2921A-100,B2981-61715,N1418A,N1403A-ABA,N1422A,N1410A,16117C,16117B,1250-2618,B2985A-A6J,B2985A-UK6,N1413A,34398A,N1417A,N1415,16494A-001,16494A-005,16494A-004,R-51B-001-5F,16494A-003,16494A-002,B2985A,B2981/83/85/87A,B2981A-UK6,B2981A,U8201A,N1416A,B2987A-A6J,B2981A-A6J,N1420A,N1254A-104,N1254A-102,B2980A,N1299A-301,B2987A-UK6,N1254A-105,R-50C-011-3,N1415A,N1423A,N1419A,R-50C-011-5,B2983A-UK6,N1411A,N1411B,B2980,B2983A-A6J,U8201-60001

用户指南 - KEYSIGHT - September 1, 2014 PDF 中文下载

【经验】如何使用 B2985A/87A静电计/高阻表和16008B电阻盒进行电阻率测量

Keysight B2985A和B2987A静电计/高阻表通过在前面板上提供精确的电阻或电流随时间的变化信息，简化了绝缘材料表面电阻率和体积电阻率的表征。您可用Keysight 16008B电阻盒对薄膜或片状材料的表面电阻率或体积电阻率进行测量，还能用定制的电阻率测量夹具来测量其他形状的样品。

新技术发布时间 : 2019-09-03

电阻测量原理和电阻率测试方法

介绍电阻测量原理和如何使用静电计/高阻表和电阻盒进行电阻率测试？

技术探讨发布时间 : 2024-03-15

【经验】使用B2985A和B2987A进行绝缘材料电阻率测量

设计经验发布时间 : 2019-08-30

Keysight（是德科技） B2980A 系列飞安表/皮安表和静电计/高阻计全球独有的图显皮安表/静电计可测量低至 0.01 fA 的电流和高达 10 PΩ的电阻

型号- B2985A,B2987A,16008B,B2981A,B2983A,N1418A,N1416A,N1403A-ABA,N1422A,A6J,N1410A,N1420A,N1254A-104,N1254A-102,B2980A,N1403A-ABJ,N1299A-301,N1254A-105,UK6,B2900A,B2960A,N1415A,N1413A,N1423A,N1419A,N1417A,B2900,B2980A-1CM,B1500A,B2987,N1411A,N1411B,16494A-001,B2980,16494A-005,16494A-002,B2985

数据手册 - KEYSIGHT - September 1, 2014 PDF 中文下载