一種表面電阻測(cè)試探頭及其測(cè)試裝置及表面電阻測(cè)試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種表面電阻測(cè)試探頭及其測(cè)試裝置及表面電阻測(cè)試方法，通過液態(tài)的水銀作為測(cè)試探頭取代四探針法測(cè)量表面電阻的機(jī)械探針，能有效的克服機(jī)械探頭損傷涂層、薄膜和明顯改變待測(cè)材料受力狀態(tài)的缺陷，獲得更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，并同時(shí)設(shè)計(jì)發(fā)明了對(duì)應(yīng)的使用水銀作為測(cè)試探頭的電阻測(cè)試裝置，能方便的使用水銀探頭測(cè)試樣品表面電阻，并能方便快速的注入和收回水銀，該裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，使用方便，測(cè)試效果準(zhǔn)確可重復(fù)，效果良好。使用本發(fā)明的水銀探頭測(cè)試方法及測(cè)試裝置測(cè)試表面易損傷的樣品能有效防止損傷樣品表面和減小過大的測(cè)試壓力對(duì)待測(cè)樣品尤其是涂層樣品的表面電阻的干擾。
【專利說明】
一種表面電阻測(cè)試探頭及其測(cè)試裝置及表面電阻測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種測(cè)表面電阻測(cè)試探頭，本發(fā)明還涉及使用該表面電阻測(cè)試探頭的裝置;還涉及使用該裝置的表面電阻測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有測(cè)試涂層、薄膜樣品的表面電阻的方法為機(jī)械四探針法，其基本測(cè)試原理是電阻儀連接一四探針探頭，探頭平面上有四個(gè)等距排列、可伸縮的探針，將探頭壓在待測(cè)材料表面，電阻儀即可顯示出材料的表面電阻，具體原理是外端的兩根探針產(chǎn)生電流場(chǎng)，內(nèi)端上兩根探針測(cè)試電流場(chǎng)在這兩個(gè)探點(diǎn)上形成的電勢(shì)，因材料電阻越大，產(chǎn)生的電勢(shì)也越大，由此測(cè)出材料的表面電阻。而對(duì)涂層、薄膜材料而言，機(jī)械四探針法有兩個(gè)因素對(duì)測(cè)試結(jié)果影響較大，一是探針為硬質(zhì)金屬，且壓下的機(jī)械壓力較大，對(duì)待測(cè)涂層、薄膜類材料極易造成具有機(jī)械損傷，并具有較大的刺穿風(fēng)險(xiǎn);二是探針在較大的機(jī)械壓力下壓到待測(cè)涂層、薄膜材料表面，機(jī)械壓力會(huì)通過探針傳遞到下方接觸的涂層、薄膜材料上，會(huì)使涂層、薄膜材料的內(nèi)部形成受壓狀態(tài)，這種受壓狀態(tài)下涂層、薄膜材料的電阻特性往往與常態(tài)下電阻性能不同，使測(cè)得電阻偏離常態(tài)電阻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種不會(huì)損傷涂層、薄膜表面和明顯改變待測(cè)材料受力狀態(tài)且測(cè)量數(shù)度高的表面電阻測(cè)試探頭。
[0004]本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種使用該表面電阻測(cè)試探頭的測(cè)試
目.ο
[0005]本發(fā)明所要解決的第三個(gè)技術(shù)問題是提供一種使用該表面電阻測(cè)試探頭的表面電阻測(cè)試方法。
[0006]為了解決第一個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明提供的表面電阻測(cè)試探頭，包括一個(gè)平面等厚的絕緣模塊，所述的絕緣模塊上設(shè)有四個(gè)等距直線排列、孔徑形狀相同的上下貫通的通孔，四個(gè)所述的通孔內(nèi)的相同位置各設(shè)有一條與電阻測(cè)試外電路連接的金屬導(dǎo)線，四個(gè)所述的通孔內(nèi)均注入有等量的水銀形成水銀柱與所述的通孔內(nèi)的所述的金屬導(dǎo)線和所述的通孔的下方的待測(cè)樣品表面連通。
[0007]所述的金屬導(dǎo)線伸入到所述的通孔內(nèi)的部分的長(zhǎng)度形狀完全相同。
[0008]所述的金屬導(dǎo)線在所述的絕緣模塊內(nèi)部打孔進(jìn)入所述的通孔，或從所述的通孔的上方進(jìn)入到所述的通孔內(nèi)。
[0009]所述的絕緣模塊為有機(jī)玻璃板、陶瓷板或聚苯胺板。
[0010]為了解決第二個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明提供的具有表面電阻測(cè)試探頭的測(cè)試裝置，包括一個(gè)四端電阻測(cè)試外電路和一個(gè)四端測(cè)試頭即所述的表面電阻測(cè)試探頭，所述的表面電阻測(cè)試探頭包括一個(gè)平面等厚的絕緣模塊，所述的絕緣模塊上設(shè)有四個(gè)等距直線排列、孔徑形狀相同的上下貫通的通孔，四個(gè)所述的通孔內(nèi)的相同位置各設(shè)有一條與所述的四端電阻測(cè)試外電路連接的金屬導(dǎo)線，四個(gè)所述的通孔內(nèi)均注入有等量的水銀形成水銀柱與所述的通孔內(nèi)的所述的金屬導(dǎo)線和所述的通孔的下方的待測(cè)樣品表面連通，形成“四端電阻測(cè)試外電路一金屬導(dǎo)線一水銀柱一待測(cè)樣品”測(cè)試通路。
[0011]所述的四端電阻測(cè)試外電路為含兩個(gè)電流端和兩個(gè)電壓端的電阻測(cè)試電路或集成電阻測(cè)試設(shè)備。
[0012]所述的四端電阻測(cè)試外電路的兩個(gè)電流端與四個(gè)所述的通孔的最外兩個(gè)所述的通孔內(nèi)的所述的金屬導(dǎo)線相連，兩個(gè)電壓端與四個(gè)所述的通孔的中間兩個(gè)所述的通孔內(nèi)的所述的金屬導(dǎo)線相連。
[0013]還包括一個(gè)在測(cè)試開始時(shí)向所述的通孔3注入所述的水銀、完成后倒吸回收所述的水銀的水銀儲(chǔ)存注入裝置。
[0014]為了解決第三個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明提供的使用表面電阻測(cè)試探頭的表面電阻測(cè)試方法，使用四個(gè)等距直線排列、形狀高度相同的液態(tài)的水銀柱作為測(cè)試探頭接觸被測(cè)樣品表面并分別與電阻測(cè)試外電路的電流、電壓四個(gè)端口連接，形成“電阻測(cè)試外電路一水銀柱一待測(cè)樣品表面”通路，通過四端測(cè)電阻原理測(cè)量待測(cè)樣品電阻。
[0015]通過移動(dòng)待測(cè)樣品表面的絕緣模塊來移動(dòng)水銀柱，從而獲得待測(cè)樣品不同區(qū)域的電阻。
[0016]采用上述技術(shù)方案的表面電阻測(cè)試探頭及其測(cè)試裝置及表面電阻測(cè)試方法，在現(xiàn)有四探針測(cè)表面電阻技術(shù)基礎(chǔ)上，使用四個(gè)等距直線排列、形狀高度相同的液態(tài)水銀柱作為測(cè)試探頭取代機(jī)械探針接觸被測(cè)樣品表面，分別與電阻測(cè)試外電路的四個(gè)電流、電壓端口連接后，形成“電阻測(cè)試外電路一水銀柱一待測(cè)樣品表面”通路，通過等距四探針測(cè)電阻的原理測(cè)量待測(cè)樣品的表面電阻。由于水銀處于液態(tài)，通過鏤空模具將其定型為水銀柱，具體而言是通過將水銀注入一個(gè)絕緣模塊的上下貫穿的通孔獲得，具體而言是四個(gè)等距直線排列、形狀高度一致的通孔。水銀本身密度較高，且表面張力較大，因此通孔下方的水銀與待測(cè)樣品接觸后在其表面張力維持下不會(huì)從通孔與待測(cè)樣品的縫隙向外流出。水銀柱探頭為柔軟的液態(tài)，與待測(cè)樣品的接觸為液/固界面，其接觸效果遠(yuǎn)優(yōu)于機(jī)械探針與待測(cè)樣品的固/固界面，且以一定高度的水銀柱作為探頭，由于水銀柱本身重力產(chǎn)生的液壓，能進(jìn)一步保證水銀柱與待測(cè)樣品的良好接觸，獲得更好的測(cè)試效果。這種獨(dú)創(chuàng)的液態(tài)測(cè)試探頭能完美的解決機(jī)械測(cè)試探頭在測(cè)試涂層、薄膜和其他表面易損傷的樣品時(shí)產(chǎn)生的表面?zhèn)栴}，同時(shí)通過調(diào)整水銀柱高度能獲得一個(gè)既能保證與待測(cè)樣品接觸良好又能避免過大影響待測(cè)樣品內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)的良好效果；同時(shí)還能通過移動(dòng)待測(cè)樣品表面的絕緣模塊來移動(dòng)水銀柱，從而獲得待測(cè)樣品不同區(qū)域的電阻。
[0017]水銀柱與電阻測(cè)試外電路通過金屬導(dǎo)線連接，四個(gè)金屬導(dǎo)線與相應(yīng)水銀柱的連接位置、連接方式需保證相同以使“電阻測(cè)試外電路一水銀柱一待測(cè)樣品表面”測(cè)試電路本身的電阻可控可計(jì)算。金屬導(dǎo)線需保證與水銀柱的良好接觸，優(yōu)選放置在水銀柱中部或下部位置，以通過水銀柱液壓保證金屬導(dǎo)線與水銀柱的良好接觸效果，同時(shí)能減少測(cè)試電路中電阻率相對(duì)較大的水銀柱的長(zhǎng)度，降低測(cè)試電路電阻。
[0018]水銀柱與電阻測(cè)試外電路的連接具體連接方式為，四個(gè)水銀柱的最外兩個(gè)水銀柱與電阻測(cè)試外電路的兩個(gè)電流端相連，中間兩個(gè)水銀柱與電阻測(cè)試外電路兩個(gè)電壓端相連，通過電流端施加特定電流，通過電壓端采集的電壓信號(hào)。
[0019]水銀儲(chǔ)存注入裝置能在測(cè)試完成后倒吸回收測(cè)試所用水銀，防止水銀外泄造成污染。連接外電路的金屬導(dǎo)線位于通孔內(nèi)，以保證通孔注入水銀后可與金屬導(dǎo)線形成良好連接，且金屬導(dǎo)線伸出到通孔的部分長(zhǎng)度形狀完全相同，以保證“測(cè)試電路一金屬導(dǎo)線一水銀柱一待測(cè)樣品”測(cè)試電路的四個(gè)探頭電路的電阻相同且可控。其中金屬導(dǎo)線能在絕緣模塊打孔進(jìn)入通孔，也能從通孔上方進(jìn)入。所述四端電阻測(cè)試外電路為含兩個(gè)電流端和兩個(gè)電壓端的電阻測(cè)試電路或集成電阻測(cè)試設(shè)備。四端電阻測(cè)試外電路與通孔的連接方式為，兩個(gè)電流端與四個(gè)通孔的最外兩個(gè)通孔內(nèi)的金屬導(dǎo)線相連，兩個(gè)電壓端與所述四個(gè)通孔的中間兩個(gè)通孔內(nèi)的金屬導(dǎo)線相連。
[0020]綜上所述，本發(fā)明是一種不會(huì)損傷涂層、薄膜表面和明顯改變待測(cè)材料受力狀態(tài)且測(cè)量數(shù)度高的表面電阻測(cè)試探頭及其測(cè)試裝置及表面電阻測(cè)試方法。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的未加水銀時(shí)原理示意圖。
[0022]圖2為本發(fā)明的加入水銀后原理示意圖。
[0023]圖3為本發(fā)明的一種測(cè)量表面電阻的裝置中金屬導(dǎo)線進(jìn)入通孔的一種方式的示意圖。
[0024]圖4為本發(fā)明的一種測(cè)量表面電阻的裝置中金屬導(dǎo)線進(jìn)入通孔的另一種方式的示意圖。
[0025]圖5為本發(fā)明的壓板抬起、水銀未注入通孔的狀態(tài)的一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖6為本發(fā)明的壓板壓下、水銀注滿通孔的狀態(tài)的一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖7為本發(fā)明的側(cè)面剖析通孔、水銀注入裝置和金屬導(dǎo)線進(jìn)入方式的側(cè)剖圖。
[0028]圖8為本發(fā)明的示意金屬導(dǎo)線進(jìn)入通孔的方式(僅示意了通孔和導(dǎo)線，不含其他部件)的俯視圖。
[0029]圖中:1-測(cè)試樣品；2-絕緣模塊;3-通孔;4-水銀注入裝置;5-金屬導(dǎo)線;6_水銀;7_金屬導(dǎo)線引入端;8-壓板;9-彈簧。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為使本發(fā)明的技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0031 ] 參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和圖8，一種表面電阻測(cè)試探頭，包括一個(gè)平面等厚的絕緣模塊2，絕緣模塊2上設(shè)有四個(gè)等距直線排列、孔徑形狀相同的上下貫通的通孔3，四個(gè)通孔3內(nèi)的相同位置各設(shè)有一條與電阻測(cè)試外電路連接的金屬導(dǎo)線5，四個(gè)通孔3內(nèi)均注入有等量的水銀6形成水銀柱與通孔3內(nèi)的金屬導(dǎo)線5和通孔3的下方的待測(cè)樣品表面連通。
[0032]具體地，金屬導(dǎo)線5伸入到所述的通孔3內(nèi)的部分的長(zhǎng)度形狀完全相同。
[0033]具體地，金屬導(dǎo)線5在絕緣模塊2內(nèi)部打孔進(jìn)入通孔3，或從通孔3的上方進(jìn)入到所述的通孔3內(nèi)。
[0034]具體地，絕緣模塊2為有機(jī)玻璃板、陶瓷板或聚苯胺板。
[0035]參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和圖8，具有表面電阻測(cè)試探頭的測(cè)試裝置，包括一個(gè)四端電阻測(cè)試外電路和一個(gè)四端測(cè)試頭即表面電阻測(cè)試探頭，表面電阻測(cè)試探頭包括一個(gè)平面等厚的絕緣模塊2，絕緣模塊2上設(shè)有四個(gè)等距直線排列、孔徑形狀相同的上下貫通的通孔3，四個(gè)通孔3內(nèi)的相同位置各設(shè)有一條與四端電阻測(cè)試外電路連接的金屬導(dǎo)線5，四個(gè)通孔3內(nèi)均注入有等量的水銀6形成水銀柱與通孔3內(nèi)的金屬導(dǎo)線5和通孔3的下方的待測(cè)樣品表面連通，形成“四端電阻測(cè)試外電路一金屬導(dǎo)線一水銀柱一待測(cè)樣品”測(cè)試通路。
[0036]四端電阻測(cè)試外電路為含兩個(gè)電流端和兩個(gè)電壓端的電阻測(cè)試電路或集成電阻測(cè)試設(shè)備。
[0037]四端電阻測(cè)試外電路的兩個(gè)電流端與四個(gè)通孔3的最外兩個(gè)通孔3內(nèi)的金屬導(dǎo)線5相連，兩個(gè)電壓端與四個(gè)通孔3的中間兩個(gè)通孔3內(nèi)的金屬導(dǎo)線相連。
[0038]還包括一個(gè)在測(cè)試開始時(shí)向通孔3注入水銀、完成后倒吸回收水銀的水銀儲(chǔ)存注入裝置4。
[0039]參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和圖8，使用表面電阻測(cè)試探頭的表面電阻測(cè)試方法，使用四個(gè)等距直線排列、形狀高度相同的液態(tài)的水銀柱作為測(cè)試探頭接觸被測(cè)樣品表面并分別與電阻測(cè)試外電路的電流、電壓四個(gè)端口連接，形成“電阻測(cè)試外電路一水銀柱一待測(cè)樣品表面”通路，通過四端測(cè)電阻原理測(cè)量待測(cè)樣品電阻。
[0040]通過移動(dòng)待測(cè)樣品表面的絕緣模塊來移動(dòng)水銀柱，從而獲得待測(cè)樣品不同區(qū)域的電阻。
[0041 ]實(shí)施例1:將一塊長(zhǎng)5cmX寬3cmX厚Icm的有機(jī)玻璃板作為絕緣模塊2放在測(cè)試樣品I表面，該有機(jī)玻璃板的中間有四個(gè)Φ5πιπι、中心距10mm、呈直線排列的上下貫通的通孔3，將四根銅導(dǎo)線即金屬導(dǎo)線5從通孔3上方放入通孔3內(nèi)，深入通孔3內(nèi)的銅導(dǎo)線長(zhǎng)度為8_，將此四根銅導(dǎo)線連接到一臺(tái)電阻測(cè)試儀上，連接方式為:與四個(gè)通孔3外面兩個(gè)通孔3連接的金屬導(dǎo)線5連電阻測(cè)試儀的電流端，與四個(gè)通孔3中間兩個(gè)通孔3連接的金屬導(dǎo)線5連電阻測(cè)試儀的電壓端。打開電阻測(cè)試儀，在四個(gè)通孔3內(nèi)注入水銀6至與水銀6液面與有機(jī)玻璃上表面平齊，待電阻測(cè)試儀讀數(shù)穩(wěn)定后記錄讀數(shù)仏，測(cè)量完畢后關(guān)閉電阻測(cè)試儀，從通孔3內(nèi)吸出水銀6并封存，整理清潔所用器具。
[0042]實(shí)施例2:將一塊長(zhǎng)6cmX寬4cmX厚2cm的陶瓷板作為絕緣模塊2放在測(cè)試樣品I表面，該陶瓷板的中間有四個(gè)Φ3πιπι、中心距5mm、呈直線排列的上下貫通的通孔3，將四根銅導(dǎo)線即金屬導(dǎo)線5從通孔3上方放入通孔3內(nèi)，深入通孔3內(nèi)的銅導(dǎo)線長(zhǎng)度為15mm，將此四根銅導(dǎo)線連接到一臺(tái)電阻測(cè)試儀上，連接方式為:與四個(gè)通孔3外面兩個(gè)通孔3連接的金屬導(dǎo)線5連電阻測(cè)試儀的電流端，與四個(gè)通孔3中間兩個(gè)通孔連接的金屬導(dǎo)線5連電阻測(cè)試儀的電壓端。打開電阻測(cè)試儀，在四個(gè)通孔3內(nèi)注入水銀6至與水銀6液面與陶瓷板上表面平齊，待電阻測(cè)試儀讀數(shù)穩(wěn)定后記錄讀數(shù)仏，在待測(cè)樣品I表面緩慢平移陶瓷板至另一個(gè)測(cè)試位置，停止移動(dòng)后待讀數(shù)穩(wěn)定，記錄另一讀數(shù)R2,依次測(cè)量待測(cè)樣品I的不同區(qū)域。測(cè)量完畢后關(guān)閉電阻測(cè)試儀，從通孔3內(nèi)吸出水銀6并封存，整理清潔所用器具。
[0043]實(shí)施例3:將一塊長(zhǎng)5cmX寬2cm X厚1.5cm的聚苯胺板作為絕緣模塊2放在測(cè)試樣品I表面，該聚苯胺板的中間有四個(gè)邊長(zhǎng)4mm、中心距6mm、呈直線排列的上下貫通的通孔3，從聚苯胺板的背面打孔貫通通后將四根鋁導(dǎo)線即金屬導(dǎo)線5從通孔3側(cè)面放入通孔3內(nèi)，深入通孔3內(nèi)的鋁導(dǎo)線長(zhǎng)度為3mm，將此四根鋁導(dǎo)線連接到一臺(tái)電阻測(cè)試儀上，連接方式為:與四個(gè)通孔3外面兩個(gè)通孔3連接的金屬導(dǎo)線5連電阻測(cè)試儀的電流端，與四個(gè)通孔3中間兩個(gè)通孔3連接的金屬導(dǎo)線5連電阻測(cè)試儀的電壓端。打開電阻測(cè)試儀，在四個(gè)通孔3內(nèi)注入水銀6至與水銀6液面與聚苯胺板上表面平齊，待電阻測(cè)試儀讀數(shù)穩(wěn)定后記錄讀數(shù)仏，在測(cè)試樣品I表面緩慢平移聚苯胺板至另一個(gè)測(cè)試位置，停止移動(dòng)后待讀數(shù)穩(wěn)定，記錄另一讀數(shù)R2，依次測(cè)量測(cè)試樣品I的不同區(qū)域。測(cè)量完畢后關(guān)閉電阻測(cè)試儀，從通孔3內(nèi)吸出水銀6并封存，整理清潔所用器具。
[0044]實(shí)施例4: 一種表面電阻測(cè)試裝置，含兩個(gè)部分，電阻測(cè)試電路部分和測(cè)試探頭部分。電阻測(cè)試電路部分含一個(gè)恒電流輸出模塊、一個(gè)電壓信號(hào)采集模塊和一個(gè)將電壓和電流數(shù)據(jù)換算成電阻的換算顯示模塊。測(cè)試探頭部分含一塊長(zhǎng)5cmX寬3cmX厚Icm的有機(jī)玻璃板作為絕緣模塊2，該有機(jī)玻璃板的中間有四個(gè)Φ5πιπι、中心距10mm、呈直線排列的上下貫通的通孔3，有機(jī)玻璃板通過四根銅導(dǎo)線即金屬導(dǎo)線5與電阻測(cè)試電路部分連接，銅導(dǎo)線固定在有機(jī)玻璃上表面，從通孔3上方完全并放入通孔3內(nèi)，深入通孔3內(nèi)的銅導(dǎo)線長(zhǎng)度為8mm，此四根銅導(dǎo)線與電阻測(cè)試電路部分的連接方式為:與四個(gè)通孔3外面兩個(gè)通孔3連接的金屬導(dǎo)線5連電流輸出兩端，與四個(gè)通孔3中間兩個(gè)通孔3連接的金屬導(dǎo)線5連電壓采集兩端。通孔3內(nèi)固定有水銀注入管道(如圖1-圖4中所示)，水銀注入管道離通孔3下表面距離為1mm。使用該裝置測(cè)試測(cè)試樣品I表面電阻時(shí)，將有機(jī)玻璃板放在測(cè)試樣品I上方，打開電源接通電阻測(cè)試電路部分，通過水銀注入管道向四個(gè)通孔3內(nèi)注入水銀6至與水銀6液面與有機(jī)玻璃上表面平齊，待電阻測(cè)試電路的換算顯示模塊的讀數(shù)穩(wěn)定后記錄讀數(shù)仏，在測(cè)試樣品I表面緩慢平移有機(jī)玻璃板至另一個(gè)測(cè)試位置，停止移動(dòng)后待讀數(shù)穩(wěn)定，記錄另一讀數(shù)R2，依次測(cè)量測(cè)試樣品I的不同區(qū)域。測(cè)量完畢后關(guān)閉電阻測(cè)試電路部分電源，通過水銀注入管道從通孔3內(nèi)吸出水銀6并封存，整理清潔所用器具。
[0045]實(shí)施例5:—種表面電阻測(cè)試裝置，含兩個(gè)部分，自動(dòng)電阻測(cè)試儀和測(cè)試探頭部分。自動(dòng)電阻測(cè)試儀可通過兩電流輸出端和兩個(gè)電壓采集端測(cè)得電阻數(shù)據(jù)并自動(dòng)顯示電阻讀數(shù)。測(cè)試探頭部分含一塊長(zhǎng)5cmX寬2cmX厚1.5cm的聚苯胺板作為絕緣模塊2，該聚苯胺板的中間有四個(gè)Φ4πιπι、中心距6mm、呈直線排列的上下貫通的通孔3，從聚苯胺板的背面打孔貫通通后將四根鋁導(dǎo)線即金屬導(dǎo)線5從通孔3側(cè)面放入通孔3內(nèi)，深入通孔3內(nèi)的鋁導(dǎo)線長(zhǎng)度為3_，此四根鋁導(dǎo)線與自動(dòng)電阻測(cè)試儀的連接方式為:與四個(gè)通孔3外面兩個(gè)通孔3連接的金屬導(dǎo)線5連電流輸出兩端端，與四個(gè)通孔3中間兩個(gè)通孔3連接的金屬導(dǎo)線5連電壓采集兩端。有一個(gè)由可變形圓頭和注射管組成的水銀注入裝置4(如圖5所示)，可變形圓頭存儲(chǔ)著能恰好將通孔3注滿的水銀6，將其從通孔3上方放入通孔3，注射管進(jìn)入通孔3而可變形圓頭擱在通孔3上方，注射管口與通孔3下表面持平，四個(gè)通孔3左右有兩個(gè)彈簧9，彈簧9上支撐一壓板8。使用該裝置測(cè)試樣品表面電阻時(shí)，將有聚苯胺板放在測(cè)試樣品I上方，打開自動(dòng)電阻測(cè)試儀電源，將壓板8壓下并固定(如圖6)，圓頭中所存水銀6注滿四個(gè)通孔3，自動(dòng)電阻測(cè)試儀的讀數(shù)穩(wěn)定后記錄讀數(shù)R1，在測(cè)試樣品I表面緩慢平移聚苯胺板至另一個(gè)測(cè)試位置，停止移動(dòng)后待讀數(shù)穩(wěn)定，記錄另一讀數(shù)R2,依次測(cè)量測(cè)試樣品I的不同區(qū)域。測(cè)量完畢后使壓板8彈起，圓頭恢復(fù)原狀產(chǎn)生吸力將通孔3中的水銀6吸回，關(guān)閉自動(dòng)電阻測(cè)試儀，整理清潔所用器具。
[0046]實(shí)施例6:—種表面電阻測(cè)試裝置，含兩個(gè)部分，自動(dòng)電阻測(cè)試儀和測(cè)試探頭部分。自動(dòng)電阻測(cè)試儀可通過兩電流輸出端和兩個(gè)電壓采集端測(cè)得電阻數(shù)據(jù)并自動(dòng)顯示電阻讀數(shù)。測(cè)試探頭部分含一塊長(zhǎng)5cmX寬2cmX厚1.5cm的聚苯胺板作為絕緣模塊2，該聚苯胺板的中間有四個(gè)Φ4πιπι、中心距6mm、呈直線排列的上下貫通的通孔3，從聚苯胺板的背面打孔貫通通后將四根鋁導(dǎo)線即金屬導(dǎo)線5從通孔3側(cè)面放入通孔3內(nèi)，深入通孔3內(nèi)的鋁導(dǎo)線長(zhǎng)度為3_，此四根鋁導(dǎo)線與自動(dòng)電阻測(cè)試儀的連接方式為:與四個(gè)通孔3外面兩個(gè)通孔3連接的金屬導(dǎo)線5連電流輸出兩端，與四個(gè)通孔3中間兩個(gè)通孔3連接的金屬導(dǎo)線5連電壓采集兩端。有一個(gè)由可變形圓頭和注射管組成的水銀注入裝置4(如圖5所示)，可變形圓頭存儲(chǔ)著能恰好將通孔3注滿的水銀6，將其從通孔3上方放入通孔3，注射管進(jìn)入通孔3而可變形圓頭擱在通孔3上方，注射管口與通孔3下表面持平，四個(gè)通孔3左右有兩個(gè)彈簧9，彈簧9上支撐一壓板8。使用該裝置測(cè)試測(cè)試樣品I表面電阻時(shí)，將有聚苯胺板放在測(cè)試樣品I上方，打開自動(dòng)電阻測(cè)試儀電源，將壓板8壓下并固定(如圖6)，圓頭中所存水銀6注滿四個(gè)通孔3，自動(dòng)電阻測(cè)試儀的讀數(shù)穩(wěn)定后記錄讀數(shù)R1，放開壓板8使之彈起恢復(fù)到圖5狀態(tài)，圓頭產(chǎn)生吸力將通孔3中的水銀6吸回，將聚苯胺板移動(dòng)到在測(cè)試樣品I的另一區(qū)域，壓下壓板8，記錄另一讀數(shù)R2,放開壓板8吸回水銀6，通過此方法依次測(cè)量測(cè)試樣品I的不同區(qū)域。測(cè)量完畢后使壓板8彈起吸回水銀6，關(guān)閉自動(dòng)電阻測(cè)試儀，整理清潔所用器具。
[0047]使用本發(fā)明的水銀探頭測(cè)試方法及測(cè)試裝置測(cè)試表面易損傷的樣品能有效防止損傷樣品表面和減小過大的測(cè)試壓力對(duì)待測(cè)樣品尤其是涂層樣品的表面電阻的干擾。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種表面電阻測(cè)試探頭，其特征在于:包括一個(gè)平面等厚的絕緣模塊(2)，所述的絕緣模塊(2)上設(shè)有四個(gè)等距直線排列、孔徑形狀相同的上下貫通的通孔(3)，四個(gè)所述的通孔(3)內(nèi)的相同位置各設(shè)有一條與電阻測(cè)試外電路連接的金屬導(dǎo)線(5)，四個(gè)所述的通孔(3)內(nèi)均注入有等量的水銀(6)形成水銀柱與所述的通孔(3)內(nèi)的所述的金屬導(dǎo)線(5)和所述的通孔(3)的下方的待測(cè)樣品表面連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面電阻測(cè)試探頭，其特征在于:所述的金屬導(dǎo)線(5)伸入到所述的通孔(3)內(nèi)的部分的長(zhǎng)度形狀完全相同。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表面電阻測(cè)試探頭，其特征在于:所述的金屬導(dǎo)線(5)在所述的絕緣模塊(2)內(nèi)部打孔進(jìn)入所述的通孔(3)，或從所述的通孔(3)的上方進(jìn)入到所述的通孔(3)內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表面電阻測(cè)試探頭，其特征在于:所述的絕緣模塊(2)為有機(jī)玻璃板、陶瓷板或聚苯胺板。5.具有權(quán)利要求1所述的表面電阻測(cè)試探頭的測(cè)試裝置，其特征在于:包括一個(gè)四端電阻測(cè)試外電路和一個(gè)四端測(cè)試頭即所述的表面電阻測(cè)試探頭，所述的表面電阻測(cè)試探頭包括一個(gè)平面等厚的絕緣模塊(2)，所述的絕緣模塊(2)上設(shè)有四個(gè)等距直線排列、孔徑形狀相同的上下貫通的通孔(3)，四個(gè)所述的通孔(3)內(nèi)的相同位置各設(shè)有一條與所述的四端電阻測(cè)試外電路連接的金屬導(dǎo)線(5)，四個(gè)所述的通孔(3)內(nèi)均注入有等量的水銀(6)形成水銀柱與所述的通孔(3)內(nèi)的所述的金屬導(dǎo)線(5)和所述的通孔(3)的下方的待測(cè)樣品表面連通，形成“四端電阻測(cè)試外電路一金屬導(dǎo)線一水銀柱一待測(cè)樣品”測(cè)試通路。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的表面電阻測(cè)試探頭的測(cè)試裝置，其特征在于:所述的四端電阻測(cè)試外電路為含兩個(gè)電流端和兩個(gè)電壓端的電阻測(cè)試電路或集成電阻測(cè)試設(shè)備。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面電阻測(cè)試探頭的測(cè)試裝置，其特征在于:所述的四端電阻測(cè)試外電路的兩個(gè)電流端與四個(gè)所述的通孔(3)的最外兩個(gè)所述的通孔(3)內(nèi)的所述的金屬導(dǎo)線(5)相連，兩個(gè)電壓端與四個(gè)所述的通孔(3)的中間兩個(gè)所述的通孔(3)內(nèi)的所述的金屬導(dǎo)線(5)相連。8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的表面電阻測(cè)試探頭的測(cè)試裝置，其特征在于:還包括一個(gè)在測(cè)試開始時(shí)向所述的通孔(3)注入所述的水銀、完成后倒吸回收所述的水銀(6)的水銀儲(chǔ)存注入裝置(4)。9.使用權(quán)利要求1所述的表面電阻測(cè)試探頭的表面電阻測(cè)試方法，其特征在于:使用四個(gè)等距直線排列、形狀高度相同的液態(tài)的水銀柱作為測(cè)試探頭接觸被測(cè)樣品表面并分別與電阻測(cè)試外電路的電流、電壓四個(gè)端口連接，形成“電阻測(cè)試外電路一水銀柱一待測(cè)樣品表面”通路，通過四端測(cè)電阻原理測(cè)量待測(cè)樣品電阻。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的使用表面電阻測(cè)試探頭的表面電阻測(cè)試方法，其特征在于:通過移動(dòng)待測(cè)樣品表面的絕緣模塊來移動(dòng)水銀柱，從而獲得待測(cè)樣品不同區(qū)域的電阻。
【文檔編號(hào)】G01R27/08GK105866548SQ201610228925
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月14日
【發(fā)明人】李薦, 黃祖瓊, 周宏明, 王利華
【申請(qǐng)人】中南大學(xué)