電流表原理和如何避免測量誤差（二）

摩擦生電效應是由于導體和絕緣體之 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層絕緣材 料來(lái)顯著(zhù)地減小這種效應。石墨可以提供 潤滑作用，還能形成等電位層以中和并最 大限度地減小電荷產(chǎn)生。 壓電電流是當壓力作用在用于絕緣端 和內部連接硬件的晶體材料上時(shí)產(chǎn)生的。 某些塑料，有電荷儲存的容器就具有類(lèi)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 用壓電及儲存電荷效應最小的絕緣材料。

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（離子化 學(xué)的形式）產(chǎn)生一個(gè)弱的“電池”附著(zhù)在 電路板導體端。例如，通常使用的環(huán)氧印 刷線(xiàn)路板，如果沒(méi)有徹底清潔腐蝕液，熔 融劑，油，鹽（如指?。┗蚱渌廴?，能 在導體間產(chǎn)生幾個(gè)nA的電流（見(jiàn)圖6）。 為避免污染和潮濕的效應，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。 高阻測量 對于高阻測量（>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)的電流表測出，電阻就可 以用歐姆定律得出（R=V/I）。這種加電 壓測電流的方式（相對應的是加電流測 電壓）更適用于高阻測量，因為大電阻通 常是所加電壓的函數。因此，在一個(gè)適當 的并且可控制的電壓下測量電阻是很重要 的。這種方式絕大部分需要用一靜電計或 皮安表測量小電流。所有的前段所述的小 電流技術(shù)和誤差源在這里都適用。

在高阻測量里，泄漏電流是典型的誤 差源。他們由在測量電路 和附近電壓源之間不希望 的高阻通路產(chǎn)生（泄漏電 阻）；可以用適當的防護 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)數量級。表1顯示了他們的吸水和其他性質(zhì)的 描述。 變極性測量方式 當測量極高阻率的材料時(shí)，背景電流 會(huì )造成顯著(zhù)的測量誤差。他們可能是由于 材料的電荷儲存（介質(zhì)吸收），靜電或摩 擦電荷，或壓電效應來(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，然后在一預先設定的延遲后 測量電流。接下來(lái)，電壓極性反向，用 同樣的延遲后再次測量電流。極性反向 的過(guò)程可以重復任意次。電阻由最近測 量的電流值的加權平均來(lái)計算出。許多Keithley的皮安表和靜電計在預置的測試 序列里有交換極性方式。