測量體積電阻測試儀器  電源

要求有很穩(wěn)定的直流電壓源。這可用蓄電油或一個(gè)整流穩(wěn)壓的電摞來提供。對電源的穩(wěn)定度要求是由電壓變化導(dǎo)致的電流變化與被測電流相比可忽略不計(jì)。

加到整個(gè)試樣上的試驗(yàn)電壓通常規(guī)定為100V、250V、500V、1000 V、2500 V、5000 V, 10000 V和15000 V。 常用的電壓是100V、500V和1000 V。

在某些情況下，試樣的電阻與施加電壓的極性有關(guān)

如果電阻是與極性有關(guān)的，則宜加以注明。取兩次電阻值的幾何平均值（對數(shù)算術(shù)平均值的反對數(shù)）作為結(jié)果。

由于試樣電阻可能與電壓有依存關(guān)系，因此應(yīng)在報(bào)告中注明試驗(yàn)電壓值。

測量體積電阻測試儀器  方法

測量高電阻常用的方法是直接法或比較法。

直接法是測量加在試樣上的直流電壓和流過它的電流（伏安法）而求得未知電阻。

比較法是確定電橋線路中試樣未知電阻與電阻器已知電阻之間的比值，或是在固定電壓下比較通過這兩種電阻的電流。

附錄A給出了描述這些原理的例子。

伏安法需要一適當(dāng)精度的伏特表，但該方法的靈敏度和度主要取決于電流測量裝置的性能，該裝置可以是一個(gè)檢流計(jì)或電子放大器或靜電計(jì)。

電橋法只需要一靈敏的電流檢測器作為零點(diǎn)指示器，測量度主要取決于已知的橋臂電阻器，這些橋臂電阻應(yīng)在寬的電阻值范圍內(nèi)具有高的精密度和穩(wěn)定性。

電流比較法的度取決于已知電阻器的度和電流測量裝置，包括與它相連的測量電阻器的穩(wěn)定度和線性度。只要電壓是恒定的，電流的確切數(shù)值并不重要。

對于不大于1011Ω的電阻，可以按照11.1用檢流計(jì)采用伏特計(jì)一安培計(jì)法來測定其體積電阻率。 對于較高的電阻，則推薦使用直流放大器或靜電計(jì)。

在電橋法中，不可能直接測量短路試樣中的電流（見11.1）。

利用電流測量裝置的方法可以自動(dòng)記錄電流，以簡化穩(wěn)態(tài)測試過程（見11.1）。

現(xiàn)己有測量高電阻的一些專門的線路和儀器。只要它們有足夠的度和穩(wěn)定度，且在需要時(shí)能使試樣短路并在電化前測量電流者，均可使用。

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。

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。

測試電壓（V）

DC—10V

DC—50V

DC—100V

DC—500V

DC—1000V

標(biāo)準(zhǔn)配置：

 1、儀器主機(jī) 一臺(tái)

 2、屏蔽箱一個(gè)

 3、試驗(yàn)電極三個(gè)

 4、說明書一本

 5、電源線一條

 6、數(shù)據(jù)線三條

 7、合格證一份

 8、保修卡一份

注意事項(xiàng)

儀器使用前請仔細(xì)閱讀以下內(nèi)容，否則將造成儀器損壞或電擊情況。

1.檢查儀器后面板電壓量程是否置于10V檔，電流電阻量程是否置于104檔。

2.接通電源調(diào)零，（注意此時(shí)主機(jī)不得與屏蔽箱線路連接）在“Rx”兩端開路的情況下，調(diào)零使電流表的顯示為0000。然后關(guān)機(jī)。

3.將待測試樣平鋪在不保護(hù)電極正中央，然后用保護(hù)電極壓住樣品，再插入被保護(hù)電極（不保護(hù)電極、保護(hù)電極、被保護(hù)電極應(yīng)同軸且確認(rèn)電極之間無短路）。

4.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，

5.接好測試線，將測試線將主機(jī)與屏蔽箱連接好。量程置于104檔，打開主機(jī)后面板電源開關(guān)按鈕。從儀器后面板調(diào)電壓按鈕到所要求的測量電壓。(比如：GBT 1692-2008硫化橡膠 絕緣電阻率的測定 標(biāo)準(zhǔn)中注明要求在500V電壓進(jìn)行測定，那么電壓就要升到500V)

6.電流電阻量程按鈕從低檔位逐漸撥高檔，每撥一次停留1-2秒觀察顯示數(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。測量儀器有顯示值時(shí)應(yīng)停下，在1min的電化時(shí)間后測量電阻，當(dāng)前的數(shù)字乘以檔次即是被測電阻。

7.測試完畢先將量程撥至（104）檔，然后將測量電壓撥至10V檔， 后將測試按鈕撥到中央位置后關(guān)閉電源。然后進(jìn)行下一次測試。

8.應(yīng)在“Rx”兩端開路時(shí)調(diào)零，一般一次調(diào)零后在測試過程中不需再調(diào)零。

9.禁止將“RX”兩端短路，以免微電流放大器受大電流沖擊。

10.不得在測試過程中不要隨意改動(dòng)測量電壓。

11.測量時(shí)從低次檔逐漸撥往高次檔。

12.接通電源后，手指不能觸及高壓線的金屬部分。

13.不得測試過程中不能觸摸微電流測試端。

14.在測量高阻時(shí)，應(yīng)采用屏蔽盒將被測物體屏蔽。

15.嚴(yán)禁在試測過程隨意改變電壓量程及在通電過程中打開主機(jī)。

16.嚴(yán)禁電流電阻量程未在104檔及電壓在10V檔，更換試樣。

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。

報(bào)告

報(bào)告應(yīng)至少包括下述情況：

a)電阻率測試儀（電阻率測定儀）關(guān)于材料的說明和標(biāo)志（名稱、等級(jí)、顏色、制造商等）；

b)電阻率測試儀（電阻率測定儀）試樣的形狀和尺寸；

c)電阻率測試儀（電阻率測定儀）電極和保護(hù)裝置的形式、材料和尺寸；

d)電阻率測試儀（電阻率測定儀）試樣的處理（清潔、預(yù)干燥、處理時(shí)間、濕度和溫度）等；

e)電阻率測試儀（電阻率測定儀）試驗(yàn)條件（試樣溫度、相對由度）；

f)電阻率測試儀（電阻率測定儀）測量方法；

g)電阻率測試儀（電阻率測定儀）施加電壓；

h)電阻率測試儀（電阻率測定儀）體和、電阻率（需要時(shí)）；

注1：當(dāng)規(guī)定了一個(gè)固定的電化時(shí)間時(shí)，注明此時(shí)間，給出個(gè)別值，并報(bào)告中值作為體積電阻率。

注2： 當(dāng)在不同的電化時(shí)間后測試時(shí)，應(yīng)按如下要求報(bào)告：

當(dāng)在相同的電化時(shí)間里試樣達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)肘，給出個(gè)別值，并報(bào)告中值作為體積電阻率。在這個(gè)電化時(shí)間里有某些試樣不能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，則報(bào)告不能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的試樣數(shù)，并分別地給出它們的結(jié)果。當(dāng)測試結(jié)果取決于電化時(shí)間時(shí)，則報(bào)告它們之間的關(guān)系，例如．以圖的形式或給出在電化Imin、10min和100min后的體積電阻率的中值。

i)表面電阻率（需要時(shí)）：

給出電化時(shí)間為1 min的個(gè)別值，并報(bào)告其中值作為表面電阻率。

試樣

7.1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。

7.2表面電阻率

為測定表面電阻率，試樣的形狀不限，只要允許使用第三電極來抵消體積效應(yīng)引起的誤差即可。推薦使用圖2及圖3所示的三電極裝置。用電極1作為被保護(hù)電極，電極3作為保護(hù)電極，電極2作為不 保護(hù)電極。可直接測量電極1和2之間表面間隙的電阻。這樣測得的電阻包括了電極1和2之間的表面電阻和這兩個(gè)電極間的體積電阻。然而，對于很寬范圍的環(huán)境條件和材料性能，當(dāng)電極尺寸合適時(shí)， 體積電阻的影響可忽略不計(jì)。為此，對于圖2和圖3所示的裝置，電極的間隙寬度g至少應(yīng)為試樣厚度 的2倍，一般說來，1mm為切實(shí)可行的 小間隙。被保護(hù)電極尺寸d1（或長度l1）應(yīng)至少為試樣厚度h的10倍，通常至少為25mm。

也可以使用條形電極或具有合適尺寸的其他裝置。

注：由于通過試樣內(nèi)層的電流的影響，表面電阻率的計(jì)算值與試樣和電極的尺寸有很大的關(guān)系，因此，為了測定時(shí)可進(jìn)行比較，推薦使用與圖2所示的電極裝置的尺寸相一致的試樣，其中d1= 50 mm, d2 = 60 mm, ds = 80 mm。

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。

表面電阻surface resistance

 在試樣的其表面上的兩電極間所加電壓與在規(guī)定的電化時(shí)間里流過兩電極間的電流之商，在兩電

極上可能形成的極化忽略不計(jì)。

 注1:除 非 另 有 規(guī) 定 ，表 面 電 阻 是 在 電 化 一 分 鐘 后 測 定

 注2通常電流主要流過試樣的一個(gè)表面層，但也包括流過試樣體積內(nèi)的成分

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)

應(yīng)用

電阻率較低的物質(zhì)被稱為導(dǎo)體，常見導(dǎo)體主要為金屬，而自然界中導(dǎo)電性佳的是銀，其次為半導(dǎo)體，硅鍺。當(dāng)存在外電場時(shí)，金屬的自由電子在運(yùn)動(dòng)中不斷和晶格節(jié)點(diǎn)上做熱振子的正離子相碰撞，使電子運(yùn)動(dòng)受到阻礙，因而就具有了一定的電阻。其他不易導(dǎo)電的物質(zhì)如玻璃、橡膠等，電阻率較高，一般稱為絕緣體。介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)(如硅)則稱半導(dǎo)體。電阻率的科學(xué)符號(hào)為 ρ(Rho)。 已知物體的電阻，可由電阻率ρ、長度l與截面面積A計(jì)算：ρ=RA/I，在該式中， 電阻R單位為歐姆，長度l單位為米，截面面積A單位為平方米，電阻率 ρ單位為歐姆?米

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