CN103792430B - 自适应量程电阻测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应量程电阻测试方法，包括以下步骤：S1、在电阻上通入电流I_a，使电阻两端形成电压差，设置测试量程为V_lim1；S2、在电流I_a下量取电阻两端的电压差V_a1；S3、在电阻上通入电流I_b，使电阻两端形成电压差，以V_a1为基数设置新的测试量程V_lim2，其中V_a1、I_b、V_a1和I_a满足V_lim2/I_b≥V_a1/I_a；S4、在电流I_b下量取电阻两端的电压差V_a2；S5、根据I_b和V_a2计算并输出电阻两端的阻值。本发明在保证电压不超出量程的情况下，提高了电压测量的分辨率，进而提高电阻的测量精度，减小了电阻测试误差，满足了工艺需要。

Description

自适应量程电阻测试方法

技术领域

本发明涉及电阻测试技术领域，特别是涉及一种自适应量程电阻测试方法。

背景技术

现有针对阱电阻，孔电阻，方块电阻等两端电阻测试方法为：在任意端（高端）加电流，另一端（低端）接地，并设置各端的量程。等待0.1秒后，量取高端的电压值，电阻=电压/电流/系数，其中系数可根据实际情况进行设置，一般与个数，宽长比有关。

Ag4070机台的测试分辨率与设置的量程值有关，由于工艺波动，电阻类型不同，电阻阻值难以把握，故量测出的电压范围不同，测试输出值分辨率与量程设置有关，量程设置不当会导致误差偏大。现有的测试方法可满足器件需求，但分辨率不足，误差大，导致测试均匀性不好。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种自适应量程电阻测试方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自适应量程电阻测试方法，其可以更精确地测试电阻阻值。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种自适应量程电阻测试方法，所述方法包括以下步骤：

S1、在电阻上通入电流I_a，使电阻两端形成电压差，设置测试量程为V_lim1；

S2、在电流I_a下测量电阻两端的电压差V_a1；

S3、在电阻上通入电流I_b，使电阻两端形成电压差，以V_a1为基数设置新的测试量程V_lim2，其中V_a1、I_b、V_a1和I_a满足V_lim2/I_b≥V_a1/I_a；

S4、在电流I_b下测量电阻两端的电压差V_a2；

S5、根据I_b和V_a2测算并输出电阻两端的阻值。

作为本发明的进一步改进，所述V_a1、I_b、V_a1和I_a满足(V_lim2/I_b)/(V_a1/I_a)=k，k为常数且1≤k≤1.2，步骤S3中新的测试量程V_lim2为k*V_a1*(I_b/I_a)。

作为本发明的进一步改进，所述(V_lim2/I_b)/(V_a1/I_a)=k中，k设为常数1.1，步骤S3中新的测试量程V_lim2为1.1V_a1*(I_b/I_a)。

作为本发明的进一步改进，所述电流I_b=I_a，步骤S3中新的测试量程V_lim2为k*V_a1。

作为本发明的进一步改进，所述电流I_b=I_a/k，步骤S3中新的测试量程V_lim2为V_a1。

作为本发明的进一步改进，所述电阻一端通入电流，另一端接零电位。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S5中电阻两端的阻值为V_a2/I_b。

作为本发明的进一步改进，所述测试量程为V_lim1时，电阻的测量分辨率为0.0001V_lim1；测试量程为V_lim2时，电阻的测量分辨率为0.0001V_lim2。

本发明的有益效果是：本发明通过大量程对电阻进行测试，根据电阻两端的电压值和电流估测出待测电阻的阻值，然后根据估测出待测电阻的阻值重新设置通入的电流大小及电压测量量程，在保证电压不超出量程的情况下，提高了电压测量的分辨率，进而提高电阻的测量精度，减小了电阻测试误差，满足了工艺需要。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明自适应量程电阻测试方法的具体流程图；

图2为本发明一实施方式手动验证数据中I_a-V_a的折线图；

图3为本发明一实施方式手动验证数据中R-V_a的折线图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

参图1所示，本发明的一种自适应量程电阻测试方法，其包括以下步骤：

S1、在电阻上通入电流I_a，使电阻两端形成电压差，设置测试量程为V_lim1。其中电阻一端(高端)通入电流，另一端(低端)接零电位；

S2、在电流I_a下测量电阻两端的电压差V_a1。V_a1即电阻高端测量到的电压值；

S3、在电阻上通入电流I_b，使电阻两端形成电压差，电阻一端(高端)通入电流，另一端(低端)接零电位，以V_a1为基数设置新的测试量程V_lim2，其中V_a1、I_b、V_a1和I_a满足V_lim2/I_b≥V_a1/I_a。定义(V_lim2/I_b)/(V_a1/I_a)=k，其中k为常数，新的测试量程V_lim2为k*V_a1*(I_b/I_a)。优选地，在本发明中k的取值范围设置为1≤k≤1.2；

S4、在电流I_b下测量电阻两端的电压差V_a2。V_a2即电阻高端测量到的电压值；

S5、根据I_b和V_a2计算并输出电阻两端的阻值。电阻两端的阻值为V_a2/I_b。

本发明首先通过步骤S1和S2能估测出待测电阻的阻值，然后步骤S3和S4根据待测电阻的阻值再设置新的量程进行测量。测试量程为V_lim1时，电阻的测量分辨率为0.0001V_lim1，测试量程为V_lim2时，电阻的测量分辨率为0.0001V_lim2。新的量程进行测量V_lim2小于测试量程V_lim1的值，因此电阻的测量分辨率也较小，如此可以增加电阻阻值的测量精确度。

在步骤S1和S2中，估测得到待测电阻的阻值为V_a1/I_a，设置新的量程V_lim2后，理论上能测量的最大电阻阻值为V_lim2/I_b，根据V_a1/I_a＝V_lim2/I_b设置新的量程V_lim2。考虑到估测的电阻阻值与真实的电阻阻值有一定的误差，需要将新的量程V_lim2设定的稍大一点。故设定一个大于或等于1的比例系数k，定义(V_lim2/I_b)/(V_a1/I_a)=k，k≥1，则新的测试量程V_lim2为k*V_a1*(I_b/I_a)。优选地，本发明实施方式中k的取值范围设置为1≤k≤1.2，再进一步地，本发明实施方式中k的取值设为1.1。

新的测试量程V_lim2为k*V_a1*(I_b/I_a)，本发明的一实施方式可以为：

S1’、在电阻上通入电流I_a，使电阻两端形成电压差，设置测试量程为V_lim1；

S2’、在电流I_a下量取电阻两端的电压差V_a1；

S3’、在电阻上通入电流I_b，其中电流I_b=I_a，使电阻两端形成电压差，以V_a1为基数设置新的测试量程V_lim2，V_lim2=k*V_a1，优选地，V_lim2=1.1V_a1；

S4’、在电流I_a下量取电阻两端的电压差V_a2；

S5’、根据I_a和V_a2计算并输出电阻两端的阻值。

上述实施方式中采用恒定电流，也可以采用改变电流的方式，具体为：

S1”、在电阻上通入电流I_a，使电阻两端形成电压差，设置测试量程为V_lim1；

S2”、在电流I_a下量取电阻两端的电压差V_a1；

S3”、在电阻上通入电流I_b，使电阻两端形成电压差，以V_a1为基数设置新的测试量程V_lim2，设定电流I_b=I_a/k，则新的测试量程V_lim2=V_a1，优选地，电流I_b=I_a/1.1；

S4”、在电流I_b下量取电阻两端的电压差V_a2；

S5”、根据I_b和V_a2计算并输出电阻两端的阻值。

除了上述两种实施方式外，还可以设置不同的电流I_b和新的测试量程V_lim2，只需满足(V_lim2/I_b)/(V_a1/I_a)=k≥1即可，为了保证测量电阻的精确性，将k的取值范围设置为1≤k≤1.2。

下述以k=1.1，I_b=I_a为例，对本发明自适应量程电阻测试方法进行进一步说明。

首先进行手动确认，确认待测电阻的真实值，用于对比本发明的测试结果。在电阻的高端通入逐渐增大的电流，低端接零电位，测量各个电流下的电压值，得到V_a和I_a后计算电阻阻值R。具体数据参表1所示。

表1：手动验证数据

Va(V)	Ia(A)	R(ohm)
			0.00416	0.00001	416.00
0.00833	0.00002	416.50
			0.01252	0.00003	417.33
0.01669	0.00004	417.25
			0.0209	0.00005	418.00
0.02517	0.00006	419.50
			0.02936	0.00007	419.43
0.03355	0.00008	419.37
			0.0377	0.00009	418.89
0.0419	0.00010	419.00

参图2和图3所示，分别为上表中I_a-V_a和R-V_a的折线图，由图2可知，随着电流的增大，电阻两端的电压也线性增大。由图3中可以看出，在电流较小时，测得的电阻波动较大，当电流逐渐增大时，测得的电阻趋于一稳定值，如在本实施方式中，由表中可知电阻的真实阻值R=420ohm。

当采用量程为50V对片号分别为11、12、20、22中电阻上各5个测试位置进行自动测试时，得到表2中的测试数据。

表2：量程为50V的自动测试数据

当选用量程为50V时，最小电阻分别率为0.005(电压分辨率)/0.0001(电流)=50ohm，实际测得20号片位置3电阻R=400ohm，与电阻的真实阻值420ohm存在4.76%的误差。

当采用量程为10V对片号分别为11、12、20、22中电阻上各5个测试位置进行自动测试时，得到表3中的测试数据。

表3：量程为10V的自动测试数据

当选用量程为10V时，最小电阻分别率为0.001(电压分辨率)/0.0001(电流)=10ohm，实际测得20号片位置3电阻R=410ohm，与电阻的真实阻值420ohm存在2.38%的误差。

本发明一优选实施方式中，设置新的量程1.1V_a1，如在量程为50V时，测得20号片测试位置3电阻R两端的电压V_a1为0.04V，设置新的量程为1.1V_a1即0.44V，然后再对片号分别为11、12、20、22中电阻上各5个测试位置进行自动测试时，得到表4中的测试数据。

表4：量程为1.1V_a1的自动测试数据

当选用量程为1.1V_a1时，最小电阻分别率为1.1V_a1*0.0001(电压分辨率)/0.0001(电流)=1.1V_a1ohm，实际测得20号片位置3电阻R=421ohm，与电阻的真实阻值420ohm存在0.24%的误差。

当然在其他实施方式中，也可以将量程设为V_a1，将第二次测试电流设置为0.0001/1.1A，也可以同样提高电压测量的分辨率，提高电阻的测量精度。

由上述技术方案可以看出，本发明通过大量程对电阻进行测试，根据电阻两端的电压值和电流估测出待测电阻的阻值，然后根据估测出待测电阻的阻值重新设置通入的电流大小及电压测量量程，在保证电压不超出量程的情况下，提高了电压测量的分辨率，进而提高电阻的测量精度，减小电阻测试误差，满足了工艺需要。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种自适应量程电阻测试方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、在电阻上通入电流I_a，使电阻两端形成电压差，设置测试量程为V_lim1；

S2、在电流I_a下测量电阻两端的电压差V_a1；

S3、在电阻上通入电流I_b，使电阻两端形成电压差，以V_a1为基数设置新的测试量程V_lim2，其中V_lim2、I_b、V_a1和I_a满足V_lim2/I_b≥V_a1/I_a；

S4、在电流I_b下测量电阻两端的电压差V_a2；

S5、根据I_b和V_a2测算并输出电阻两端的阻值；

所述V_lim2、I_b、V_a1和I_a满足(V_lim2/I_b)/(V_a1/I_a)＝k，k为常数且1≤k≤1.2，步骤S3中新的测试量程V_lim2为k*V_a1*(I_b/I_a)。

2.根据权利要求1所述的自适应量程电阻测试方法，其特征在于，所述(V_lim2/I_b)/(V_a1/I_a)＝k中，k设为常数1.1，步骤S3中新的测试量程V_lim2为1.1V_a1*(I_b/I_a)。

3.根据权利要求1所述的自适应量程电阻测试方法，其特征在于，所述电流I_b＝I_a，步骤S3中新的测试量程V_lim2为k*V_a1。

4.根据权利要求1所述的自适应量程电阻测试方法，其特征在于，所述电流I_b＝I_a/k，步骤S3中新的测试量程V_lim2为V_a1。

5.根据权利要求1所述的自适应量程电阻测试方法，其特征在于，所述电阻一端通入电流，另一端接零电位。

6.根据权利要求1所述的自适应量程电阻测试方法，其特征在于，所述步骤S5中电阻两端的阻值为V_a2/I_b。

7.根据权利要求1所述的自适应量程电阻测试方法，其特征在于，所述测试量程为V_lim1时，电阻的测量分辨率为0.0001V_lim1；测试量程为V_lim2时，电阻的测量分辨率为0.0001V_lim2。