数显表面电阻测量仪测量误差的不确定度评定

李凡 关越 李庆斌

【摘要】 表面电阻测试仪是测试物体表面电阻值的一种仪器，多用于微电子、医药、航空航天、精密机械等领域，具有使用简单，携带方便等特点。本文介绍了表面电阻测量仪电阻误差和电压误差的不确定度评定方法，给出了实例。

【关键词】 表面电阻测量仪;不确定度;电阻误差;电压误差

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2020.06.015

Abstract： The surface resistance tester is an instrument for measuring the surface resistance of an object，which is mainly used in microelectronics，medicine，aerospace，precision machinery and other fields. It is easy to use and carry. This paper introduces the uncertainty evaluation method of resistance error and voltage error of surface resistance measuring instrument， and gives the example.

Key words： surface resistance tester;uncertainty;resistance error;voltage error

表面電阻测量仪是用于测量防静电物体（例如：防静电服、工作台面、实验室地面等）表面电阻的专用类仪器，测试电压一般分为250 V、100 V、10 V等。表面电阻测量仪通常采用两端法，即对被测物体表面电极间电阻进行测量，从而确定物体的表面电阻值。

1 概述

检测表面电阻测量仪的依据是JJF 1285-2011《表面电阻测试仪校准规范》，测量时通常要进行电阻基本误差和开路电压误差的测量，其测量环境条件基本相同，要求符合环境温度（20±5） ℃、相对湿度40%～60%、电源电压变化不超过额定电压的±10%等条件。

测量电阻基本误差和开路电压误差所用的主要标准器分别是标准高阻箱和六位半（及以上）数字多用表，配套设备包括屏蔽装置、测试线等。

电阻基本误差的测量方法：按照图1连接仪器，需要注意的是，应使用被测仪器原配的测试线缆，电极需放置在屏蔽装置上。逐渐调节标准高阻箱的电阻值，读取被测仪器的显示值。

开路电压误差的测量方法：被测仪器处于测量状态下，对开路电压进行测量，读取数字多用表的示值作为实测值。

2 标准不确定度的分析与评定

2.1电阻基本误差

2.1.1 数学模型及不确定度传播率

其中，R为被测仪器显示值;R0为标准高阻箱读数，δ为误差。

2.1.2 标准不确定度的评定

2.1.2.1 A类标准不确定度分量

采用100 kΩ测量点作为示例，根据笔者从业经验，被测仪器通常情况下重复性均较好，对最佳仪器测量时，测量结果甚至可能没有离散现象。

2.1.2.2 B类标准不确定度分量u（R）

由于仪器的测量重复性较为理想，此时应采用读数分辨力进行标准不确定度的评定。被测仪器的分辨力为0.1 kΩ，半宽为0.05 kΩ，服从均匀分布，用B类标准不确定度评定：

2.1.2.3 B类标准不确定度分量u（R0）

标准高阻箱100 kΩ电阻点的准确度等级为0.2级，服从均匀分布，则：

2.1.3 标准不确定度汇总表

2.1.4 合成不确定度的评定

可以认为上述标准不确定度分量是相互独立的，彼此不相关，

2.1.5 扩展不确定度

2.2 开路电压误差

2.2.1 数学模型及不确定度传播率

其中，U为被测仪器标称值;U0为数字多用表的实测值;δU为电压误差。

2.2.2 标准不确定度的评定

2.2.2.1 A类标准不确定度分量

采用10 V电压作为示例，根据笔者从业经验，被测仪器通常情况下重复性均较好，对最佳仪器测量时，测量结果甚至可能没有离散现象。

2.2.2.2 B类标准不确定度分量u（U）

由于仪器的测量重复性较为理想，此时应采用读数分辨力进行标准不确定度的评定。被测仪器的分辨力为0.1 V，半宽为0.05 V，服从均匀分布，用B类标准不确定度评定：

2.2.2.3 B类标准不确定度分量u（U0）

10 V量程时，数字多用表的MPE为±0.1%，服从均匀分布，则：

2.2.3 标准不确定度汇总表

2.2.4 合成不确定度的评定

可以认为上述标准不确定度分量是相互独立的，彼此不相关，则：

2.2.5 扩展不确定度

【参考文献】

[1] 孙天瑜，马骏，刘延博，等.泄露电流测试仪测量结果不确定度评定[J].品牌与标准化，2020（5）：30-32.

[2] 汪丽萍.回路电阻测试仪示值误差测量结果的不确定度评定[J].中国计量，2020（2）：119-121.

[3] 倪玉才.实用测量不确定度评定[M].北京：中国质检出版社，2016.

[4] 表面电阻测试仪校准规范：JJF 1285-2011[S].

【作者简介】

李凡（1983-），男，高级工程师，学士，研究方向为计量检测技术、不确定度的理论分析与实际应用。

关越（1980-），男，工程师，学士，研究方向为为计量技术。

李庆斌（1987-），男，工程师，硕士，研究方向为为计量检测技术研究及计量管理。