電流表原理和如何避免測(cè)量誤差（二）

摩擦生電效應(yīng)是由于導(dǎo)體和絕緣體之 間摩擦造成的電荷失衡產(chǎn)生的，如圖4。Keithley的低噪聲電纜通過(guò)在外層絕緣層 下采用包裹石墨的聚乙烯作為內(nèi)層絕緣材 料來(lái)顯著地減小這種效應(yīng)。石墨可以提供 潤(rùn)滑作用，還能形成等電位層以中和并最 大限度地減小電荷產(chǎn)生。 壓電電流是當(dāng)壓力作用在用于絕緣端 和內(nèi)部連接硬件的晶體材料上時(shí)產(chǎn)生的。 某些塑料，有電荷儲(chǔ)存的容器就具有類似 于壓電材料的特性。一個(gè)采用壓電絕緣材 料的例子如圖5。為使這種效應(yīng)產(chǎn)生的電 流最小，要使壓力不作用于絕緣體并且使 用壓電及儲(chǔ)存電荷效應(yīng)最小的絕緣材料。

污染和潮濕能產(chǎn)生誤差電流，這是由 于沾污和潮濕發(fā)生的電化學(xué)效應(yīng)（離子化 學(xué)的形式）產(chǎn)生一個(gè)弱的“電池”附著在 電路板導(dǎo)體端。例如，通常使用的環(huán)氧印 刷線路板，如果沒(méi)有徹底清潔腐蝕液，熔 融劑，油，鹽（如指印）或其他污染，能 在導(dǎo)體間產(chǎn)生幾個(gè)nA的電流（見圖6）。 為避免污染和潮濕的效應(yīng)，選擇不吸水的絕緣材料并且將濕度保持在合適的水平。 同時(shí)，使所有的絕緣體清潔無(wú)污染。 圖7歸納了不同的生成電流的大概幅 度。 高阻測(cè)量 對(duì)于高阻測(cè)量（>1GΩ），最常用的 是在未知電阻上加一個(gè)恒定電壓。產(chǎn)生的 電流可以用串聯(lián)的電流表測(cè)出，電阻就可 以用歐姆定律得出（R=V/I）。這種加電 壓測(cè)電流的方式（相對(duì)應(yīng)的是加電流測(cè) 電壓）更適用于高阻測(cè)量，因?yàn)榇箅娮柰?常是所加電壓的函數(shù)。因此，在一個(gè)適當(dāng) 的并且可控制的電壓下測(cè)量電阻是很重要 的。這種方式絕大部分需要用一靜電計(jì)或 皮安表測(cè)量小電流。所有的前段所述的小 電流技術(shù)和誤差源在這里都適用。

在高阻測(cè)量里，泄漏電流是典型的誤 差源。他們由在測(cè)量電路 和附近電壓源之間不希望 的高阻通路產(chǎn)生（泄漏電 阻）；可以用適當(dāng)?shù)姆雷o(hù) 技術(shù)，使用清潔、質(zhì)量好 的絕緣及盡量降低濕度來(lái) 減小。 圖8中顯示了各種絕 緣材料的典型阻值。同 樣的絕緣材料，吸去水分 可以使電阻提高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。表1顯示了他們的吸水和其他性質(zhì)的 描述。 變極性測(cè)量方式 當(dāng)測(cè)量極高阻率的材料時(shí)，背景電流 會(huì)造成顯著的測(cè)量誤差。他們可能是由于 材料的電荷儲(chǔ)存（介質(zhì)吸收），靜電或摩 擦電荷，或壓電效應(yīng)來(lái)產(chǎn)生的。 變換極性方式可以做到消除樣品上的 背景電流的各種影響。用此方式，先加一 個(gè)正向電壓，然后在一預(yù)先設(shè)定的延遲后 測(cè)量電流。接下來(lái)，電壓極性反向，用 同樣的延遲后再次測(cè)量電流。極性反向 的過(guò)程可以重復(fù)任意次。電阻由最近測(cè) 量的電流值的加權(quán)平均來(lái)計(jì)算出。許多Keithley的皮安表和靜電計(jì)在預(yù)置的測(cè)試 序列里有交換極性方式。