絕緣材料表面電阻率測試儀   表面電阻率surface resistivity

 在絕緣材料的表面層里的直流電場強(qiáng)度與線電流密度之商，即單位面積內(nèi)的表面電阻。面積的大

小是不重要的。

 注:表 面 電 阻 率 的S1單 位 是Q。實(shí) 際 上 有 時(shí) 也 用 “歐 每 平 方 單 位 ”來 表 示 。

絕緣材料表面電阻率測試儀  技術(shù)指標(biāo)

1.   電阻測量范圍：1?104Ω ～1?1018Ω，分為十個(gè)量程。

2.   電流測量范圍為2?10-4A～1?10-16A

3.   全數(shù)字液晶屏顯示。

4.   準(zhǔn)確度:準(zhǔn)確度優(yōu)于下表

量程有效顯示范圍20～30℃RH<80%

104 0.01~19.99 5%

105 0.01～19.99 5%

106 0.01～19.99 5%

107 0.01～19.99 5%

108 0.01～19.99 5%

109 0.01～19.99 5%

1010    0.01～19.99 5% 2字

1011     0.01～19.99 5% 2字

1012 0.01～19.99 5% 5字

1013 0.01～19.99 10% 5字

1014 0.01～19.99 10% 5字

1014以上0.01～19.99 10-15% 5字

超出有效顯示范圍時(shí)誤差有可能增加，測試電流準(zhǔn)確度與電阻相同，測試電壓準(zhǔn)確度為10%

5.使用環(huán)境:溫度-10℃～50℃ 相對濕度<90%。

6.測試電壓: DC10V、50V、100V、250V、500V、1000V。?10%

7.供電形式: AC 220V，50HZ，功耗約10W。

8.儀器尺寸: 300ｍｍ?280ｍｍ?150 mm。

9. 質(zhì)量:約3.0KG。

工作原理 

    根據(jù)歐姆定律，被測電阻R等于施加電壓V除以通過的電流I。即   

V

R= ----

I

    傳統(tǒng)的儀器的工作原理是測量電壓V固定，通過測量流過被測物體的電流I以標(biāo)定電阻的刻度來讀出電阻值。從上式可以看出，由于電流I是與電阻成反比，而不是成正比，所以電阻的顯示值是非線性的，即電阻無窮大時(shí)，電流為零，即表頭的零位處是∞，其附近的刻度非常密，分辨率很低。整個(gè)刻度是非線性的。又由于測量不同的電阻時(shí)，其電壓V也會(huì)有些變化，所以普通的高阻計(jì)的精度是很難提高的。

   BEST-121體積、表面電阻率測定儀是同時(shí)測出電阻兩端的電壓V和流過電阻的電流I，通過內(nèi)部的大規(guī)模集成電路完成電壓除以電流的計(jì)算，然后把所得到的結(jié)果經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后以數(shù)字顯示出電阻值，即便是電阻兩端的電壓V和流過電阻的電流I是同時(shí)變化，其顯示的電阻值不象普通高阻計(jì)那樣因被測電壓V的變化或電流Ｉ的變化而變，所以,即使測量電壓、被測量電阻、電源電壓等發(fā)生變化對其結(jié)果影響不大，其測量精度很高。從理論上講其誤差可以做到零。而實(shí)際誤差可以做到千分之幾或萬分之幾。

安全注意事項(xiàng)

1.使用前務(wù)必詳閱此說明書，并遵照指示步驟，依次操作。

2.請勿使用非原廠提供之附件，以免發(fā)生危險(xiǎn)。

3.進(jìn)行測試時(shí)，本儀器測量端高壓輸出端上有直流高壓輸出，嚴(yán)禁人體接觸 ，以

免觸電。

4.為避免測試棒本身絕緣泄漏造成誤差，接儀器測量端輸入的測試棒應(yīng)盡可 能懸

空，不與外界物體相碰。

5.當(dāng)被測物絕緣電阻值高，且測量出現(xiàn)指針不穩(wěn)現(xiàn)象時(shí)，可將儀器測量線屏 蔽端夾子接 上。 例如： 對電 纜測纜 芯與 纜殼的 絕緣 時(shí)，除 將被 測物兩 端分 別接于 輸入 端與高壓 端， 再將電 纜殼 ，芯之 間的 內(nèi)層絕 緣物 接儀器 “G”，以消 除因 表面漏 電而 引起的測 量誤 差。也 可用 加屏蔽 盒的 方法， 即將 被測物 置于 金屬屏 蔽盒 內(nèi)，接 上測 量線。

表面電阻率surface resistivity

 在絕緣材料的表面層里的直流電場強(qiáng)度與線電流密度之商，即單位面積內(nèi)的表面電阻。面積的大

小是不重要的。

 注:表 面 電 阻 率 的S1單 位 是Q。實(shí) 際 上 有 時(shí) 也 用 “歐 每 平 方 單 位 ”來 表 示 。

 電極electrodes

電極是具有一定形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)的與被測試樣相接觸的導(dǎo)體。

注:絕緣電阻是加在與試樣相接觸的兩電極之間的直流電壓與通過兩電極的總電流之商 絕緣電阻取決于試樣的表面電阻和體積電阻(見GB/T 10064-2006)

產(chǎn)品特點(diǎn)：

本儀器具有精度高、顯示迅速、穩(wěn)定性好、讀數(shù)方便,適用于防靜電產(chǎn)品 如防靜電鞋、防靜電塑料橡膠制品、計(jì)算機(jī)房防樹脂云母體積表面電阻率測試儀靜電活動(dòng)地板等電阻值的檢驗(yàn)以及絕緣材料和電子電器產(chǎn)品的絕緣電阻測量。本儀器除能測電阻外，還能直接測量電流如電子器件暗電流等。

使用方法

1接好電源線

    確保電源為220VAC/50Hz

2接通電源

    將電流電阻量程置于104檔,電壓量程置于10V，然后開機(jī)。

3調(diào)零

    在“Rx”兩端開路的情況下,調(diào)零使電流表的顯示為0000 .注意：在“Rx”兩端不開路，如接在電阻箱或被測量物體上時(shí)調(diào)零后測量會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。一般一次調(diào)零后在測試過程中不需再調(diào)零。 完畢后關(guān)機(jī)。

4連接線路

    接好測試線，將測試線將主機(jī)與屏蔽箱連接好，測體積電阻時(shí)測試按鈕撥到Rv邊，測表面電阻時(shí)測試按鈕撥到Rs邊。然后開機(jī)。

5選擇合適的測量電壓

    電壓選擇開關(guān)在后面板，注意，在測試過程中不要隨意改動(dòng)測量電壓，可能因電壓的過高或電流過大損壞被測試器件或測試儀器;

6測試

    測量時(shí)從低檔位逐漸拔往高檔，每撥一次稍停留1～2秒以使觀察顯示數(shù)字， 當(dāng)被測電阻大于儀器測量量程時(shí)，電阻表顯示“1”，此時(shí)應(yīng)繼續(xù)將儀器撥到量程更高的位置，當(dāng)測量儀器有顯示值時(shí)應(yīng)停下，當(dāng)前的數(shù)字乘以檔次即是被測電阻值。當(dāng)有顯示數(shù)字時(shí)不要再往更高次檔撥，否測儀器會(huì)過量程，機(jī)內(nèi)保護(hù)電路開始工作，儀器測量準(zhǔn)確度會(huì)下降。

7測試完畢將電阻電流量程拔至“104”檔，電壓量程調(diào)至10V后關(guān)閉電源

    每測量一次均應(yīng)將量程開關(guān)撥回到104“調(diào)零”檔的量程位置以免開機(jī)或測量端短路時(shí)而損壞儀器。6.8測量電流及1015Ω以上超高電阻的測量應(yīng)用測量電流后用歐姆定律以電壓除以電流計(jì)算電阻的方法，詳見8.5節(jié)內(nèi)容。

8體積電阻和表面電阻轉(zhuǎn)換

在測試過程中，使用屏蔽箱在進(jìn)行體積電阻和表面電阻轉(zhuǎn)換時(shí)，必須把電源關(guān)閉后進(jìn)行檔位轉(zhuǎn)換，否則會(huì)導(dǎo)致電壓沖擊到主機(jī)無法顯示或損壞。

主要標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T 1410-2006《 固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗(yàn)方法》

ASTM D257-99  《絕緣材料的直流電阻或電導(dǎo)試驗(yàn)方法》

GB/T 2439-2001《硫化橡膠或熱塑性橡膠 導(dǎo)電性能和耗散性能電阻率的測定》

GB/T 10581-2006《絕緣材料在高溫下電阻和電阻率的試驗(yàn)方法》

GB/T 1692-2008《硫化橡膠絕緣電阻率的測定》

GB/T 12703.4-2010《紡織品 靜電性能的評定 第４部分：電阻率》

GB/T 10064-2006《測定固體絕緣材料絕緣電阻的試驗(yàn)方法》

典型應(yīng)用

1.硫化橡膠體積、表面電阻率測定

2.測量防靜電鞋、導(dǎo)電鞋的電阻值

3.測量防靜電材料的電阻及電阻率

4.測量計(jì)算機(jī)房用活動(dòng)地板的系統(tǒng)電阻值

5.測量絕緣材料電阻(率)

6.光電二極管暗電流測量

7.物理,光學(xué)和材料研究

8.高分子材料表面體積電阻率測定

主要應(yīng)用范圍

    材料高阻測試測量如防靜電產(chǎn)品（防靜電鞋、防靜電塑料橡膠制品、計(jì)算機(jī)房防靜電活動(dòng)地板等）電阻值的檢測；

材料體電阻(率)和表面電阻(率)測量；

電化學(xué)和材料測試,以及物理,光學(xué)和材料研究;

微弱電流測量如光電效應(yīng)和器件暗電流測量。

附件：

1.一年固保書及中文操作說明書各一份

2.電源線一條

3.測量線三根（屏蔽線、測試接線、接地線）

4.屏壁箱一個(gè)

5. 固體電極一套

電導(dǎo)率儀和電阻率儀之間的單位換算

1、電導(dǎo)率儀就是電阻率的倒數(shù)是電導(dǎo)率，單位是西門子/m，1西門子＝1/Ω 電導(dǎo)的單位用姆歐又稱西門子。用S表示，由于S單位太大。常采用毫西門子1uS/cm=0.001mS/m；1000uS/cm=1mS/m。

2、電阻率儀的單位是Ω?cm，即歐姆厘米。

電阻率的倒數(shù)就是電導(dǎo)率，它們之間的關(guān)系成倒數(shù)關(guān)系。很容易被人理解。電導(dǎo)率：水的導(dǎo)電性即水的電阻的倒數(shù)，通常用它來表示水的純凈度。

電阻率:用來表示各種物質(zhì)電阻特性的物理量。某種材料制成的長1米、橫截面積是1平方毫米的導(dǎo)線的電阻，叫做這種材料的電阻率。國際單位制中，電阻率的單位是歐姆?米，常用單位是歐姆?平方毫米/米。

適用材料：

橡膠、塑料、聚酯薄膜、膠片、硅膠、光伏組件、汽車零部件、復(fù)合材料、陶瓷、玻璃、云母、樹脂等固體絕緣材料。配備不同電極還可測試液體、粉末材料。

條件處理

試樣的處理?xiàng)l件取決于被試材料，這些條件應(yīng)在材料規(guī)范中規(guī)定。

推薦按GB/T 10580一2003進(jìn)行條件處理；由各種鹽溶液所產(chǎn)生的相對溫度在IEC 60260中給出。

可以采用機(jī)械蒸發(fā)系統(tǒng)。

體積電阻率和表面電阻率都對溫度變化特別敏感。這種變化是指數(shù)式的。因此必須在規(guī)定的條件下來測量試樣的體積電阻和表面電阻。由于水分被吸收到電介質(zhì)內(nèi)是相對緩慢的過程，因此測定溫度對體積電阻率的影響需要延長處理期。吸收水分后通常會(huì)降低體積電阻。有些試樣可能需要處理數(shù)月才能達(dá)到平衡。

體積電阻率

為測定體積電阻率，試樣的形狀不限，只要能允許使用第三電極來抵消表面效應(yīng)引起的誤差即可。對于表面泄漏可忽略不計(jì)的試樣，測量體積電阻時(shí)可去掉保護(hù)，只要己證明去掉保護(hù)對結(jié)果的影響可忽略不計(jì)。

在被保護(hù)電極與保護(hù)電極之間的試樣表面上的間隙要有均勻的寬度，并且在表面泄漏不致于引起測量誤差的條件下間隙應(yīng)盡可能的窄。lmm的間隙通常為切實(shí)可行的 小間隙。

圖2及圖3給出了三電極裝置的例子。在測量體積電阻時(shí)，電極1是被保護(hù)電極，電極2為保護(hù)電 極，電極3為不保護(hù)電極。被保護(hù)電極的直徑d1（圖2）或長度l1（圖3）應(yīng)至少為試樣厚度h的10倍，通 常至少為25mm。不保護(hù)電極的直徑d4（或長度［4）和保護(hù)電極的外直徑d3（或保護(hù)電極兩外邊緣之間 的長度［3）應(yīng)該等于保護(hù)電極的內(nèi)徑d2（或保護(hù)電極兩內(nèi)邊緣之間的長度lz）加上至少2倍的試樣厚度。

范圍：

1本試驗(yàn)方法包含直流絕緣電阻，體積電阻和表面電阻的測量所用直流程序。通過該測量及樣本和電極的幾何尺寸，可以計(jì)算出電絕緣材料的體積電阻和表面電阻，同時(shí)還可以計(jì)算出相應(yīng)的電導(dǎo)和電導(dǎo)率。

2這些試驗(yàn)方法不適用于測量中等導(dǎo)電材料的電阻/電導(dǎo)。這些材料評估可采用試驗(yàn)方法D4496。

3本標(biāo)準(zhǔn)描述了幾種可選擇的測量電阻（或電導(dǎo)）的普通備用方法。特殊材料科采用合適的標(biāo)準(zhǔn)ASTM試驗(yàn)方法進(jìn)行測試，這些特殊材料具有電壓應(yīng)力范圍和有限起電時(shí)間，同時(shí)規(guī)定了樣本結(jié)構(gòu)和電極幾何形狀。這些個(gè)別特殊試驗(yàn)方法將能更好得定義測量值的精度和偏差。

4本標(biāo)準(zhǔn)并沒有完全列舉所有的安全聲明，如果有必要，根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行斟酌。使用本規(guī)范前，使用者有責(zé)任制定符合安全和健康要求的條例和規(guī)范，并明確該規(guī)范的使用范圍。

重要性和用途：

1絕緣材料用于電子系統(tǒng)彼此和與地面之間隔離，該材料能提供零部件的機(jī)械支撐。由于此用途，通常要求具有盡可能高的絕緣電阻，以與可接受的機(jī)械、化學(xué)和耐熱性能一致。因?yàn)榻^緣電阻或電導(dǎo)組合了體積和表面電阻或電導(dǎo)，當(dāng)實(shí)際使用時(shí)，要求試驗(yàn)樣本和電極具有相同的形式，此時(shí)的測量值是非常有用的。表面電阻或電導(dǎo)隨著濕度發(fā)生快速變化，然而體積電阻或電導(dǎo)則稍微變化，盡管總的變化在一些變化可能更大。

2電阻或電導(dǎo)可用于間接預(yù)測某些材料的低頻率電介質(zhì)擊穿和損耗因數(shù)性能。電阻或電導(dǎo)通常作為濕度含量，固化程度，機(jī)械連續(xù)性或不同類型老化的間接測量方式。這些間接測量的效用取決于通過理論或經(jīng)驗(yàn)研究確立的相關(guān)度。表面電阻的降低可導(dǎo)致因?yàn)殡妶鰪?qiáng)度降低而發(fā)生電介質(zhì)擊穿電壓的增加，或者由于應(yīng)力面積的增加而發(fā)生電介質(zhì)擊穿電壓的降低。

3所有的電介質(zhì)電阻或電導(dǎo)都取決于電化時(shí)間長短和施加的電壓值（除了普通的環(huán)境變量之外）。這些因素必須已知，同時(shí)報(bào)告，以使得電阻或電導(dǎo)測量值有意義。在電絕緣材料工業(yè)中，形容詞“表觀”通常適用于在任意選擇電化時(shí)間條件下獲得的電阻值。見X1.4。

4體積電阻或電導(dǎo)可通過在特定應(yīng)用場合設(shè)計(jì)某個(gè)絕緣體使用的電阻和尺寸數(shù)據(jù)計(jì)算得出。研究已經(jīng)表明電阻或電導(dǎo)隨著溫度和濕度的變化而變化（1,2,3,4）4，同時(shí)在設(shè)計(jì)工作條件時(shí)，必須已知這種變化。體積電阻或電導(dǎo)測量值通常用于檢查絕緣材料的均勻性，或者對于加工，可探測影響材料質(zhì)量的導(dǎo)電雜質(zhì)，而這不容易通過其它方法觀察到。

5體積電阻超過1021Ω?cm(1019Ω?cm)時(shí)，樣本在普通實(shí)驗(yàn)室條件測試獲得的數(shù)值計(jì)算得出體積電阻，如果結(jié)果確實(shí)可疑，則應(yīng)考慮通常使用的測量設(shè)備的局限性。

6表面電阻或電導(dǎo)不能精確測量，只能近似測量，因?yàn)轶w積電阻或電導(dǎo)總是受到測量方法的影響。測量值還受到表面污染的影響。表面污染及其積聚速度受到許多因素的影響，包括靜電充電和界面張力。這些因素反過來可以影響表面電阻。當(dāng)包括污染，但是在通常常識(shí)下判斷不是電絕緣材料的材料性能時(shí)，此時(shí)表面電阻或電導(dǎo)可視為與材料性能相關(guān)。

保護(hù)

組成測量線路的絕緣材料，好應(yīng)具有與被試材料差不多的性能。試樣的測量誤差可以由下列原因產(chǎn)生：

a)外來寄生電壓引起的雜散電流，通常不知道它的大小，并具有漂移的特點(diǎn)；

b)具有未知而易變的電阻值的絕緣與試樣電阻、標(biāo)準(zhǔn)電阻器或電流測量裝置的不正常的分路。 使線路所有部分在使用狀態(tài)下有盡可能高的絕緣電阻來近似地修正這些影響因素。這種做法可能導(dǎo)致測試設(shè)備很笨重，而又不足以測量高于幾百兆歐的絕緣電阻。較為滿意的修正方法是使用保護(hù)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

保護(hù)就是在所有關(guān)鍵的絕緣部位插入保護(hù)導(dǎo)體，保護(hù)導(dǎo)體截住所有可能引起誤差的雜散電流。這些保護(hù)導(dǎo)體聯(lián)接在一起，組成保護(hù)系統(tǒng)并與測量端形成蘭端網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)線路聯(lián)接恰當(dāng)時(shí)，所有外來寄生電壓產(chǎn)生的雜散電流被保護(hù)系統(tǒng)分流到測量電路以外，任一測量瑞到保護(hù)系統(tǒng)的絕緣電阻與一電阻低得多的線路元件并聯(lián)，試樣電阻僅限于兩測量端之間。采用這個(gè)技術(shù)可大大地減小誤差概率。圖1為使 用保護(hù)電極測量體積電阻和表面電阻的基本線路。

圖5和圖7給出了電流測量法中保護(hù)系統(tǒng)的使用方法，圖中指出保護(hù)系統(tǒng)接到電源和電流測量裝 置的連接點(diǎn)。圖6表示惠斯登電橋法，其保護(hù)系統(tǒng)接到兩個(gè)較低電阻值的橋臂的連接點(diǎn)上。在所有情況下，保護(hù)系統(tǒng)必須完善，包括對測試人員在測量時(shí)操作的任何控制儀器的保護(hù)。

在保護(hù)端和被保護(hù)端之間所存在的電解電動(dòng)勢、接觸電動(dòng)勢或熱電動(dòng)勢較小時(shí)，均能被補(bǔ)償?shù)簦惯@樣的電動(dòng)勢在測量中不會(huì)引人顯著的誤差。

在電流測量法中，由于電流測量裝置與被保護(hù)端和保護(hù)系統(tǒng)之間的電阻并聯(lián)可能產(chǎn)生誤差，因此，這個(gè)電阻宜至少為電流測量裝置電阻的10倍，好為100倍。在有些電橋法中，保護(hù)端和測量端具有 大致相同的電位，不過電橋中的→個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻器與不保護(hù)端和保護(hù)系統(tǒng)之間的電阻是并聯(lián)的。這個(gè)電 阻應(yīng)至少為標(biāo)準(zhǔn)電阻的10倍，好為100倍。

為確保設(shè)備的操作令人滿意，應(yīng)先斷開電源和試樣的連線進(jìn)行一次測量。此時(shí)，設(shè)備應(yīng)在它的靈敏度許可范圍內(nèi)指示出元窮大的電阻。如果有一些己知電阻值的標(biāo)準(zhǔn)電阻，則可用來檢查設(shè)備運(yùn)行是否良好。