电流表原理和如何避免测量误差（二）

摩擦生电效应是由于导体和绝缘体之 间摩擦造成的电荷失衡产生的，如图4。Keithley的低噪声电缆通过在外层绝缘层 下采用包裹石墨的聚乙烯作为内层绝缘材 料来显著地减小这种效应。石墨可以提供 润滑作用，还能形成等电位层以中和并最 大限度地减小电荷产生。 压电电流是当压力作用在用于绝缘端 和内部连接硬件的晶体材料上时产生的。 某些塑料，有电荷储存的容器就具有类似 于压电材料的特性。一个采用压电绝缘材 料的例子如图5。为使这种效应产生的电 流最小，要使压力不作用于绝缘体并且使 用压电及储存电荷效应最小的绝缘材料。

污染和潮湿能产生误差电流，这是由 于沾污和潮湿发生的电化学效应（离子化 学的形式）产生一个弱的“电池”附着在 电路板导体端。例如，通常使用的环氧印 刷线路板，如果没有彻底清洁腐蚀液，熔 融剂，油，盐（如指印）或其他污染，能 在导体间产生几个nA的电流（见图6）。 为避免污染和潮湿的效应，选择不吸水的绝缘材料并且将湿度保持在合适的水平。 同时，使所有的绝缘体清洁无污染。 图7归纳了不同的生成电流的大概幅 度。 高阻测量 对于高阻测量（>1GΩ），最常用的 是在未知电阻上加一个恒定电压。产生的 电流可以用串联的电流表测出，电阻就可 以用欧姆定律得出（R=V/I）。这种加电 压测电流的方式（相对应的是加电流测 电压）更适用于高阻测量，因为大电阻通 常是所加电压的函数。因此，在一个适当 的并且可控制的电压下测量电阻是很重要 的。这种方式绝大部分需要用一静电计或 皮安表测量小电流。所有的前段所述的小 电流技术和误差源在这里都适用。

在高阻测量里，泄漏电流是典型的误 差源。他们由在测量电路 和附近电压源之间不希望 的高阻通路产生（泄漏电 阻）；可以用适当的防护 技术，使用清洁、质量好 的绝缘及尽量降低湿度来 减小。 图8中显示了各种绝 缘材料的典型阻值。同 样的绝缘材料，吸去水分 可以使电阻提高几个数量级。表1显示了他们的吸水和其他性质的 描述。 变极性测量方式 当测量极高阻率的材料时，背景电流 会造成显著的测量误差。他们可能是由于 材料的电荷储存（介质吸收），静电或摩 擦电荷，或压电效应来产生的。 变换极性方式可以做到消除样品上的 背景电流的各种影响。用此方式，先加一 个正向电压，然后在一预先设定的延迟后 测量电流。接下来，电压极性反向，用 同样的延迟后再次测量电流。极性反向 的过程可以重复任意次。电阻由最近测 量的电流值的加权平均来计算出。许多Keithley的皮安表和静电计在预置的测试 序列里有交换极性方式。