四探针应用｜碳纤维

碳纤维电阻率测量常用方法通常可分为双探针法和四探针法。传统的电阻率测量方法为双探针法，被测样品两端有两个探针，每个探针既测量电流值也测量电压值，四探针法电压电极和电流电极共有四个探针，测量电压和电流的电极是分开的。采用双探针法测量低电阻的碳纤维会引入接触电阻和引线电阻的影响，而四探针法可以忽略该影响。以四探针法为原理的丘山仪器四探针借鉴了机械钟表机芯制造工艺，使用红宝石轴承引导碳化钨探针，确保仪器的高机械精度和长使用寿命。

碳纤维电阻率测量方法都是基于欧姆定律建立的，先通过电压和电流的测量获得其电阻后，乘以通电电流的截面面积，再除以通电电压测量区的长度，计算出碳纤维的电阻率。电压电流端通常可采用两根电极或四根电极，分别称为双探针法和四探针法。

传统的电阻率测量方法为双探针法，被测样品两端有两个探针，每个探针既测量电流值也测量电压值，该方法会有探针的接触电阻和引线电阻引起的误差，双探针法只适用于几百欧姆以上的被测样品。四探针法测量电压使用的是另外两个探针，连接的电压计的内阻很大，因此，接触电阻和引线电阻可以忽略不计。

采用四探针法分别测试标准电阻和待测试样的电压降，间接的方法获得通过待测样品的电流，由公式（1）计算得到试样的电阻值，可有效消除接触电阻和引线电阻。

式中： Rx —样品的电阻值，单位（Ω）；

Rn —标准电阻的电阻值，单位（Ω）；

Un —标准电阻的电压降，单位（V）；

Ux —样品的电压降，单位（V）。

技术咨询176-5252-0563

选取两种典型的碳纤维东丽T300和M60JB进行复丝电阻率分别采用双探针法和四探针法进行比对测量，测量结果分别如表1和表2。结果可见，采用双探针法测量T300电阻率与东丽提供的数据偏差不大，但当被测电阻变小，换成M60JB时，双探针法测量数据显著偏离，相互偏差大于70%。而四探针法测量东丽T300和M60JB数据相比非常接近，相互偏差小于3%。

选取沥青基碳纤维TC80-2K由同一束纤维分取单丝采用两种方法进行电阻比对测量，测量结果分别如表3。双探针法获得电阻比四探针法要稍大一些，但是沥表基碳纤维的本身电阻很大，双探针法带来的引线电阻和接线电阻影响不大，所以偏差不大。

可见，四探针法比双探针法适用的范围更广，既适用于低电阻率的碳纤维，同时也适用于电阻率较高的碳纤维，且测量准确性更高。

丘山仪器全自动四探针电阻测试仪

丘山仪器全自动四探针电阻测试仪可以对最大 150mm 的样品（或 6 英寸晶 圆）进行快速、自动的扫描 ，实时获得样品不同位置的方阻/电阻率分布信息。更多信息欢迎前往丘山仪器官网查看https://www.qiushan-tech.com