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生的，如圖4。Keithley的低噪聲電纜通過在外層絕緣層 下采用包裹石墨的聚乙烯作為內層絕緣材 料來顯著地減小這種效應。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產生的。 某些塑料，有電荷儲存的容器就具有類似 于壓電材料的特性。一個采用壓電絕緣材 料的例子如圖5。為使這種效應產生的電 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。

污染和潮濕能產生誤差電流，這是由 于沾污和潮濕發生的電化學效應（離子化 學的形式）產生一個弱的“電池”附著在 電路板導體端。例如，通常使用的環氧印 刷線路板，如果沒有徹底清潔腐蝕液，熔 融劑，油，鹽（如指印）或其他污染，能 在導體間產生幾個nA的電流（見圖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，使所有的絕緣體清潔無污染。 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恒定電壓。產生的 電流可以用串聯的電流表測出，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 的高阻通路產生（泄漏電 阻）；可以用適當的防護 技術，使用清潔、質量好 的絕緣及盡量降低濕度來 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數量級。表1顯示了他們的吸水和其他性質的 描述。 變極性測量方式 當測量極高阻率的材料時，背景電流 會造成顯著的測量誤差。他們可能是由于 材料的電荷儲存（介質吸收），靜電或摩 擦電荷，或壓電效應來產生的。 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 個正向電壓，然后在一預先設定的延遲后 測量電流。接下來，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。