【導讀】使用電壓表或SMU源表等測試設備（如數字多用表的電壓測量檔等）
，jiangdianyabiaodetantouyuxianweidianxueqijiandelianggeshuchudianjixianglianjie
，quebaolianjielaoguqiejiechulianghao，yijianshaojiechudianzuduiceliangjieguodeyingxiang。dangxianweidianxueqijianchuyugongzuozhuangtai（如受到特定刺激，像壓電纖維器件受到外力作用、光電器件受到光照等）或在特定的電路環境下運行時，電壓表會實時顯示出器件兩端的電位差，即輸出電壓值。

纖維器件是什麼
？

纖(xian)維(wei)器(qi)件(jian)是(shi)一(yi)種(zhong)以(yi)纖(xian)維(wei)為(wei)基(ji)礎(chu)結(jie)構(gou)形(xing)態(tai)的(de)功(gong)能(neng)性(xing)元(yuan)件(jian)。呈(cheng)現(xian)纖(xian)維(wei)狀(zhuang)，有(you)著(zhe)細(xi)長(chang)的(de)外(wai)觀(guan)，直(zhi)徑(jing)通(tong)常(chang)較(jiao)為(wei)細(xi)小(xiao)
，長(chang)度(du)則(ze)根(gen)據(ju)具(ju)體(ti)設(she)計(ji)和(he)應(ying)用(yong)需(xu)求(qiu)可(ke)長(chang)可(ke)短(duan)。其(qi)形(xing)狀(zhuang)可(ke)以(yi)是(shi)筆(bi)直(zhi)的(de)，也(ye)能(neng)被(bei)加(jia)工(gong)成(cheng)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)彎(wan)曲(qu)度(du)或(huo)柔(rou)韌(ren)性(xing)的(de)樣(yang)式(shi)

，以(yi)便(bian)更(geng)好(hao)地(di)適(shi)配(pei)不(bu)同(tong)的(de)使(shi)用(yong)環(huan)境(jing)和(he)集(ji)成(cheng)要(yao)求(qiu)。常(chang)見(jian)類(lei)型(xing)及(ji)功(gong)能(neng)：

●  纖維傳感器：能夠對周圍環境中的物理量（如溫度、壓力、應變等）或化學量（如特定氣體、酸堿度等）產生響應
，將這些外界刺激轉化為可測量的電信號
、光信號等，從而實現檢測和監測功能。

●  纖維光電器件：包含纖維發光二極管、纖維光電探測器等。纖維發光二極管可實現發光功能，應用於照明、顯示等方麵；纖維光電探測器則能接收光信號並進行相應的光電轉換
，常用於光通信、光學成像等領域。

●  纖維電極：作為電極使用
，主要起到導電
、傳輸電信號的作用，在電池、電化學傳感器以及生物電信號采集（如心電、腦電檢測）等方麵有著重要應用
，憑借其纖維的柔軟特性，可更好地貼合物體表麵進行電信號傳導。

纖維器件電學測試方法

1)輸出電壓測試方法

使用電壓表或SMU源表等測試設備（如數字多用表的電壓測量檔等），jiangdianyabiaodetantouyuxianweidianxueqijiandelianggeshuchudianjixianglianjie，quebaolianjielaoguqiejiechulianghao，yijianshaojiechudianzuduiceliangjieguodeyingxiang。dangxianweidianxueqijianchuyugongzuozhuangtai（如受到特定刺激，像壓電纖維器件受到外力作用
、光電器件受到光照等）或在特定的電路環境下運行時，電壓表會實時顯示出器件兩端的電位差，即輸出電壓值。

2)輸出電流測試方法

采用電流表或SMU源yuan表biao來lai進jin行xing測ce量liang。將jiang電dian流liu表biao與yu纖xian維wei電dian學xue器qi件jian的de電dian路lu進jin行xing串chuan聯lian連lian接jie，即ji讓rang電dian流liu從cong電dian源yuan流liu出chu後hou，先xian經jing過guo電dian流liu表biao，再zai通tong過guo纖xian維wei電dian學xue器qi件jian
，最zui後hou回hui到dao電dian源yuan形xing成cheng完wan整zheng回hui路lu。這zhe樣yang，通tong過guo電dian流liu表biao的de電dian流liu就jiu是shi纖xian維wei電dian學xue器qi件jian的de輸shu出chu電dian流liu。在zai選xuan擇ze電dian流liu表biao時shi
，要yao根gen據ju預yu計ji的de電dian流liu大da小xiao選xuan擇ze合he適shi量liang程cheng的de電dian流liu表biao，以yi確que保bao測ce量liang的de準zhun確que性xing和he安an全quan性xing。

3)電導率測試方法

二探針法：需要準備兩個探針、電源、電壓表或者 SMU 源表以及用於固定和連接器件的裝置等。將兩個探針與纖維電學器件緊密接觸
，其中一個探針連接電源的正極，用於向器件提供電流；另一個探針連接電壓表的正極
，電壓表的負極連接電源的負極。或者使用SMU 源表的兩探針直接連接器件兩端，通過設置源表的輸出和測量項目來進行電壓電流測試。

通(tong)過(guo)電(dian)源(yuan)向(xiang)器(qi)件(jian)施(shi)加(jia)一(yi)定(ding)的(de)直(zhi)流(liu)電(dian)流(liu)，同(tong)時(shi)用(yong)電(dian)壓(ya)表(biao)測(ce)量(liang)在(zai)電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)器(qi)件(jian)時(shi)，探(tan)針(zhen)兩(liang)端(duan)的(de)電(dian)壓(ya)降(jiang)。根(gen)據(ju)歐(ou)姆(mu)定(ding)律(lv)先(xian)計(ji)算(suan)出(chu)器(qi)件(jian)在(zai)兩(liang)探(tan)針(zhen)之(zhi)間(jian)的(de)電(dian)阻(zu)值(zhi)。然(ran)後(hou)結(jie)合(he)器(qi)件(jian)在(zai)兩(liang)探(tan)針(zhen)之(zhi)間(jian)的(de)長(chang)度(du)、hengjiemianjidengjihechicunxinxi，liyongdiandaolvgongshijisuanchuxianweidianxueqijiandediandaolv。danzhezhongfangfacunzaijiechudianzudeyingxiang，duiyudidiandaolvhuogaodianzudecailiao，celiangwuchakenengjiaoda。

二線法與四線法

四探針法：相(xiang)較(jiao)於(yu)二(er)探(tan)針(zhen)法(fa)
，四(si)探(tan)針(zhen)法(fa)需(xu)要(yao)額(e)外(wai)準(zhun)備(bei)兩(liang)個(ge)探(tan)針(zhen)。將(jiang)四(si)個(ge)探(tan)針(zhen)按(an)照(zhao)一(yi)定(ding)的(de)順(shun)序(xu)排(pai)列(lie)並(bing)與(yu)纖(xian)維(wei)電(dian)學(xue)器(qi)件(jian)緊(jin)密(mi)接(jie)觸(chu)，通(tong)常(chang)是(shi)外(wai)側(ce)兩(liang)個(ge)探(tan)針(zhen)用(yong)於(yu)提(ti)供(gong)電(dian)流(liu)
，內(nei)側(ce)兩(liang)個(ge)探(tan)針(zhen)用(yong)於(yu)測(ce)量(liang)電(dian)壓(ya)。

tongyanggenjuoumudinglvxianjisuanchuzhongjianbufendedianzuzhi，zaijieheqijianxiangyingdejihechicunxinxi，liyongdiandaolvgongshijisuandiandaolv。sitanzhenfatongguojiangcelianghuiluhedianliuhuilufenkai，youxiaodixiaochulejiechudianzuduiceliangjieguodeyingxiang，yincinenggougengzhunquediceliangxianweidianxueqijiandediandaolv，youqishiyongyuduidiandaolvceliangjingduyaoqiujiaogaodeqingkuang
，ruzaiyanfagaoxingnengdaodianxianweicailiaoshijingchangcaiyong。

4)電阻測試方法

jiangwanyongbiaozhiyudianzuceliangdang
，genjuxianweidianxueqijiandedazhidianzufanweixuanzeheshideliangcheng。ruguobuquedingqijiandedianzufanwei，keyixiancongjiaodaliangchengkaishiceliang，ranhougenjuceliangjieguozhubutiaozhengdaoheshideliangcheng，yitigaoceliangjingdu。bawanyongbiaodelianggebiaobiyuxianweidianxueqijiandeliangduanxianglianjie，quebaolianjiejinmiqiejiechulianghao。lianjiehaohou，wanyongbiaohuixianshichuqijiandedianzuzhi。

5)耐久性測試方法

對於可充電纖維電學器件（如纖維狀鋰離子電池）：設置充放電循環測試設備
，包括電源
、充放電控製器
、電壓表、電流表等。將纖維狀鋰離子電池連接到充放電循環測試設備上，按照預定的充放電倍率、溫度等條件進行多次充放電循環操作。在每次充放電循環過程中，使用電壓表和電流表分別測量電池的輸出電壓、輸出電流等參數，並記錄下來。同時
，還可以通過其他專業設備（如電池容量測試儀等）測量電池的容量變化情況。通過分析這些參數在多次充放電循環後的變化情況，評估電池在長期使用過程中的耐久性和性能保持情況。

對於可穿戴纖維電學器件（如用於健康監測的壓電纖維傳感器等）：搭建模擬人體運動的測試裝置，將可穿戴纖維電學器件安裝在模擬人體運動的測試裝置上。在模擬人體運動過程中，使用電壓表
、電流表等測量儀器測量器件的輸出電壓
、輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)等(deng)參(can)數(shu)，並(bing)實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)其(qi)電(dian)學(xue)性(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)的(de)變(bian)化(hua)情(qing)況(kuang)。通(tong)過(guo)分(fen)析(xi)這(zhe)些(xie)參(can)數(shu)在(zai)模(mo)擬(ni)人(ren)體(ti)運(yun)動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)變(bian)化(hua)情(qing)況(kuang)，評(ping)估(gu)器(qi)件(jian)在(zai)承(cheng)受(shou)人(ren)體(ti)日(ri)常(chang)活(huo)動(dong)產(chan)生(sheng)的(de)機(ji)械(xie)應(ying)力(li)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)耐(nai)久(jiu)性(xing)和(he)性(xing)能(neng)保(bao)持(chi)情(qing)況(kuang)。

6)響應速度測試方法（針對不同器件特性的模擬測試法）

對於基於光電效應的纖維電學器件：使用高速示波器、guangzhaoqiangdukongzhishebeidengdajianceshihuanjing。shouxianjiangxianweidianxueqijianlianjiedaoceshihuanjingzhong，shiqichuyuzhengchanggongzuozhuangtai。ranhoutongguoguangzhaoqiangdukongzhishebeikuaisuqiehuanguangzhaotiaojian，lirucongqiangguangturanqiehuandaoruoguanghuofanzhi。zaiguangzhaotiaojiankuaisubianhuadetongshi，shiyonggaosushiboqiceliangqijiancongjieshoudaoguangzhaobianhuadaochanshengxiangyingshuchudianyahuodianliubianhuadeshijianjiange。gaosushiboqikeyijingquejiluxiazheyiguochengzhongdedianyahuodianliuboxingbianhua
，tongguofenxiboxingbianhuadeqishidianhezhongdian，quedingqijiandeguangdianxiangyingsudu。

對於基於壓電效應的纖維電學器件：使用高速示波器、wailishijiashebeidengdajianceshihuanjing。jiangxianweidianxueqijiananzhuangzaiceshihuanjingzhong，shiqichuyuzhengchanggongzuozhuangtai。ranhoutongguowailishijiashebeikuaisushijiabianhuadewaili，lirucongwuwailituranshijiadaoyidingdaxiaodeyalihuofanzhi。zaishijiawailikuaisubianhuadetongshi，shiyonggaosushiboqiceliangqijiancongjieshoudaowailibianhuadaochanshengxiangyingshuchudianyahuodianliubianhuadeshijianjiange。tongguofenxiboxingbianhuadeqishidianhezhongdian，quedingqijiandeyadianxiangyingsudu。

7)陣列測試方法（針對不同輸入信號的快速變化測試法）

器件逐一手動測量：duiyuzhenliedeceshineirong
，yudangeqijianceshileisi。duiyuzhenliedeceshi，chulexuyaoquedingdangexianweiqijiandegexiangxingnengcanshu
，haixuyaozhangwozhenliezhengtixingneng。duiyudangexianweiqijiandegexiangxingnengcanshupinggu：xuyaojinxingzhuyidexinglieceshi，bingqiegenghuanbutongdeyiqilaicebutongdecanshu。danduiyuzhenliezhengtixingnengdezhangwo
，wufashiyongdanyiyiqiwancheng。bingqiegaifangfafansuofuza，ceshixiaolvdixia，haoshichang。

矩陣開關自動切換快速測量：對dui於yu器qi件jian陣zhen列lie，開kai關guan型xing源yuan表biao是shi合he適shi的de選xuan擇ze。此ci類lei源yuan表biao內nei部bu的de開kai關guan元yuan件jian能neng夠gou快kuai速su地di進jin行xing導dao通tong和he截jie止zhi切qie換huan
，從cong而er實shi現xian對dui輸shu出chu信xin號hao的de快kuai速su調tiao節jie
，這zhe使shi得de開kai關guan型xing源yuan表biao可ke以yi在zai短duan時shi間jian內nei完wan成cheng不bu同tong電dian壓ya、電流條件的切換，提高測試效率

，並且能夠模擬被測器件在實際工作中的動態電學環境
，如脈衝信號、瞬shun態tai信xin號hao等deng。而er且qie開kai關guan型xing源yuan表biao的de多duo通tong道dao支zhi持chi一yi個ge表biao就jiu可ke以yi同tong時shi測ce試shi多duo個ge行xing與yu列lie，實shi現xian器qi件jian陣zhen列lie的de完wan整zheng性xing測ce試shi
，以yi評ping估gu器qi件jian陣zhen列lie的de整zheng體ti性xing能neng。

纖維器件電學測試方案

吉時利作為小信號測量的鼻祖，擁有豐富的產品線可供測試選擇，助力纖維器件電學測試。SMU源表係列從2400到2600係列具有高精度10nV電壓0.1fA電流測試，具備分析儀、曲線追蹤儀和I-V係統功能，成本更低。它提供高度靈活的4象限電壓和電流源/載荷

，以及精密的電壓和電流儀器。這個一體化儀器可以用作 : 精密電源，具有電壓和電流回讀功能
；真正電流源；數字多用表、測量直流電壓、電流、電阻和功率，分辨率6½數位；精密電子載荷；觸發控製器。

3706A型係統開關帶有高性能數字萬用表，包含用於插卡的六個插槽
，采用緊湊型2U高的機箱，可以輕鬆地滿足中高通道數應用的需求。滿載情況下，主機最多可支持576tiaoshuangxianduolufuyongqitongdao，shixianwuyulunbidemiduhediliandemeitongdaochengben。keyishixianxianweiqijianzhenlieceshi，bingqiehaikeyitongshiduizhenliejinxingbutongcanshuxingnengdepinggu。yinci
，zheshiyigejinmijichengdekaiguanheceliangjiejuefangan，jishiyongyugongzuotaiyeshiyongyujijia。

雙通道2182A型納米電壓表經過優化，可進行穩定、低噪聲的nA級別電壓測量，並可靠、可重複地表征低電阻材料和器件。與其他低壓測量解決方案相比，它提供更高的測量速度和明顯更好的噪聲性能。它提供簡化的delta模式，可用於與反向電流源（如6220或6221型）結合進行電阻測量。

6220型直流電流源和6221型交流直流電流源兼具易用性和極低電流噪聲的特點。低電流源對於從研發到生產的測試環境中的應用至關重要。6220和6221型具有高源精度和內置控製功能
，非常適合霍爾測量、使用增量模式的電阻測量
、脈衝測量和差分電導測量等應用。

Keithley 6400係列皮安表可以測量10fA至20mA的電流，速度高達每秒1000個讀數。6487型皮安表/電壓提供比6485更高的精度和更快的上升時間、一個500V源以及一種與電容設備配合使用的阻尼功能。6482型雙通道皮安表/電壓源提供比6485型或6487型更高的測量分辨率和雙獨立30V電壓偏置源。

Keithley6517B靜電計 / 高阻表是全球科研實驗室靈敏測量的標準。6517B把吉時利數十年的弱電測量技術知識融彙到創新的低電流輸入放大器中，輸入偏置電流<3fA，噪聲僅0.75fAp-p，最低電流範圍上壓降<20μV。對近似理想的電路負荷，電壓電路輸入阻抗超過200TΩ。這些指標保證了所需的準確度和靈敏度，可以在物理、光學
、納米科技和材料科學等領域準確地進行低電流和高阻抗電壓、電阻和電荷測量。內置±1kV電壓源擁有掃描功能，簡化了絕緣材料上的漏流、擊穿和電阻測試及體電阻率 (W-cm) 和表麵電阻率 (W/square) 測量工作。

DMM7510/6500集高精度、高分辨率數字萬用表(DMM)
、圖形觸摸屏顯示器和高速
、高分辨率數字化器於一身
，是一款圖形采樣萬用表。DMM7510具有低噪聲輸入級和32位A-D轉換器，體現了Keithley的低電平測量專長，能提供通常隻有計量級儀器才有的直流精度。高靈敏度可讓DMM7510測量非常低的電壓、電流和電阻
，並檢測微小變化和信號漂移。

Keithley 4200是一種可以量身定製、全麵集成的參數分析儀，提供同步電流電壓曲線測試 (I-V曲線測試)
、電容 - 電壓曲線測試 (C-V曲線測試 ) 和超快脈衝 I-V曲線測量。其直流電流為10aA-1A範圍，電壓為 0.2µV-210V範圍

，滿足水凝膠多種應用場景的不同性能測試。

熱門應用案例

案例一：3D打印纖維電極用於通過非對稱超級電容器和溫度傳感器混合集成的全纖維電子設備

本文介紹了一種3D打印的纖維狀集成電子設備的開發，該設備結合了纖維狀非對稱超級電容器 (FASC) 和纖維狀溫度傳感器 (FTS)。FASC器件由3D打印的V2O5/SWCNT和VN/SWCNT纖維製成 , 並組裝成扭曲結構，可提供穩定的輸出功率來驅動FTS。基於還原氧化石墨烯 (rGo) 的FTS具有高靈敏度 , 溫度響應度為 1.95%°C-1。將能量存儲和傳感功能集成到單一的纖維狀設備中 , 展示了3D打印用於開發先進可穿戴電子設備的潛力。本文使用Keithley 4200參數分析儀來測試該集成電子設備的電氣特性。

案例二：基於動態肖特基二極管的自供電多功能智能紡織品

本文介紹了一種基於動態肖特基二極管 (DSD) 與纖維素纖維集成的自供電多功能智能紡織品的開發。該紡織品被設計用於持續發電並建立內置感知網絡 , 可檢測雙軸運動 , 包括法向力和切向力。纖維素纖維的分層結構為導電聚合物PEDOT:PSS提供了支架，形成DSD結。這些結構作為肖特基二極管 , 可從機械刺激中產生電力 , 形成一個織物感知元素矩陣。作者還提出了一種緩解策略 , 以解決由於機械和電化學降解導致的DSD發電機壽命短的問題。所得到的智能紡織品展現出出色的柔韌性、可拉伸性、透氣性以及與服裝的兼容性 , 使其成為從日常運動中發電並實現多功能感知的有前景方法。

本文使用Keithley的數字采集萬用表DAQ6510來測試開路電壓Voc和短路電流密度Usc；使用Keithley的源表SMU2450來進行C-V曲線測試。

案例三：連續生產具有高電子性能的超韌性半導體聚合物纖維

本文介紹了一種稱為流增強結晶 (FLEX) 的新方法

，用於連續生產高強度、超韌性的共軛聚合物纖維。這些纖維展現出了出色的機械性能，拉伸強度超過200MPa，韌性超過80MJ/m³
，優you於yu許xu多duo合he成cheng纖xian維wei。關guan鍵jian創chuang新xin在zai於yu使shi用yong低di聚ju合he物wu溶rong液ye濃nong度du和he強qiang烈lie的de伸shen長chang和he剪jian切qie流liu動dong來lai分fen散san和he排pai列lie聚ju合he物wu鏈lian，從cong而er提ti高gao了le結jie晶jing度du和he機ji械xie性xing能neng。這zhe些xie纖xian維wei還hai顯xian示shi出chu應ying變bian增zeng強qiang的de電dian子zi性xing能neng，使shi其qi適shi用yong於yu高gao性xing能neng柔rou性xing和he可ke拉la伸shen電dian子zi應ying用yong，如ru可ke穿chuan戴dai設she備bei、傳感器和能源設備。

本文使用Keithley的2636B源表和納伏表2182A在氮氣手套箱中進行電導率測試；使用Keithley的4200參數分析儀進行CP纖維OECT器件表征。

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