四探針電阻率測試儀比對時,對環(huán)境有以下幾方面要求:
溫度要求
溫度恒定:理想的測試環(huán)境溫度應(yīng)保持相對恒定,一般建議控制在 23℃±5℃范圍內(nèi)。因為溫度對材料的電阻率有著較為顯著的影響,大多數(shù)材料的電阻率會隨溫度變化而改變。例如半導(dǎo)體材料,溫度升高時,其內(nèi)部載流子的運動更加劇烈,會導(dǎo)致電阻率下降。如果溫度波動較大,就很難準(zhǔn)確比對測試儀測量結(jié)果的準(zhǔn)確性,不同時刻測量的數(shù)據(jù)可能更多是受溫度影響而非儀器本身性能差異導(dǎo)致。
溫度均勻性:測試環(huán)境內(nèi)的溫度要分布均勻,避免出現(xiàn)局部溫度過高或過低的情況。在有條件的實驗室中,可使用高精度的恒溫箱來放置測試儀及樣品,保證整個測試區(qū)域溫度基本一致,防止因溫度梯度造成的熱對流等因素影響測量的精準(zhǔn)度。
濕度要求
濕度范圍控制:環(huán)境濕度通常需控制在 40% - 60% 的相對濕度范圍內(nèi)。濕度過高時,空氣中的水汽容易在儀器表面、探針以及測試樣品上凝結(jié)形成水珠,這可能會改變樣品的導(dǎo)電性能,或者造成儀器電路短路等故障,影響測試及比對工作正常進行。而濕度過低,容易產(chǎn)生靜電,靜電有可能干擾儀器的電子元件正常工作,并且對一些對靜電敏感的測試樣品也會造成不良影響,比如使樣品吸附灰塵等雜質(zhì),進而影響電阻率測量值。
濕度穩(wěn)定性:和溫度一樣,濕度也應(yīng)盡量保持穩(wěn)定,避免短時間內(nèi)濕度大幅波動??梢酝ㄟ^配置除濕機、加濕器等設(shè)備,結(jié)合濕度傳感器來實時監(jiān)控并調(diào)節(jié)環(huán)境濕度,保障測試環(huán)境濕度符合要求。
電磁環(huán)境要求
屏蔽外界電磁干擾:要盡可能減少外界電磁場對測試儀的干擾,因為強電磁場可能會影響儀器內(nèi)部的電路信號傳輸以及測量時的電流、電壓信號,進而影響電阻率的測量結(jié)果。所以測試場地一般要遠離大型電機、變壓器、高頻發(fā)射裝置等強電磁輻射源。此外,有的實驗室會采用電磁屏蔽室,或者對儀器自身進行電磁屏蔽處理,比如儀器外殼采用金屬屏蔽材料等,來保障測試環(huán)境的電磁 “純凈”。
避免內(nèi)部電磁干擾:儀器自身的布線、各電子元件之間也要做好電磁兼容設(shè)計,防止內(nèi)部產(chǎn)生電磁干擾影響測量。例如合理布局儀器內(nèi)部的電源線、信號線,采用屏蔽線并做好接地等措施,使得儀器在工作過程中內(nèi)部各部分能穩(wěn)定運行,不受電磁方面的不良影響,從而確保比對時測量數(shù)據(jù)的可靠性。
清潔度要求
空氣清潔:測試環(huán)境中的空氣應(yīng)保持清潔,盡量減少灰塵、顆粒物等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)如果附著在測試樣品表面或者進入儀器內(nèi)部,可能會改變樣品的導(dǎo)電通路,或者影響儀器的電路連接、探針與樣品的接觸等情況,導(dǎo)致測量出現(xiàn)偏差。所以實驗室一般要配備空氣凈化設(shè)備,定期對室內(nèi)空氣進行過濾凈化。
臺面及周邊清潔:放置測試儀的臺面以及周邊區(qū)域也要保持干凈整潔,避免雜物堆積,防止在操作過程中因誤碰雜物等情況影響測試和比對工作,同時也減少了因雜物攜帶灰塵等影響環(huán)境清潔度的隱患。
振動要求
減少振動影響:環(huán)境應(yīng)盡量避免有明顯的振動源,強烈的振動可能會使探針與測試樣品之間的接觸不穩(wěn)定,導(dǎo)致接觸電阻發(fā)生變化,進而影響電阻率的測量值。比如測試場地要遠離正在運轉(zhuǎn)的大型沖壓設(shè)備、離心機等會產(chǎn)生較大振動的機器,也可對放置儀器的工作臺采取減震措施,如安裝減震墊等,確保儀器在穩(wěn)定的狀態(tài)下進行比對測試。