直流體積表面電阻率測試儀   什么是電阻率？

　　電阻跟導體的材料、橫截面積、長度有關。

　　導體的電阻與兩端的電壓以及通過導體的電流無關。

　　導體電阻跟它長度成正比，跟它的橫截面積成反比．

直流體積表面電阻率測試儀   采用四探針雙電組合測量方法測試方阻和電阻率系統(tǒng)與高溫箱結合配置高溫四探針測試探針治具與PC軟件對數據的處理和測量控制，解決半導體材料的電導率對溫度變化測量要求，軟件實時繪制出溫度與電阻，電阻率，電導率數據的變化曲線圖譜，及過程數據值的報表分析.

典型應用

1.硫化橡膠體積、表面電阻率測定

2.測量防靜電鞋、導電鞋的電阻值

3.測量防靜電材料的電阻及電阻率

4.測量計算機房用活動地板的系統(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,光學和材料研究

8.高分子材料表面體積電阻率測定

主要參數

? 顯示采用4.3寸高分辨率TFT屏顯示，操作簡單

? 機身小巧，功能強大測試性能卓越

? 回讀電壓精度0.5%?1V

? 絕緣電阻最大精度1%快速測試

? 最小測試周期僅需200ms恒壓測試

? 采用恒壓測試法快速測量絕緣電阻豐富的接口配置

?HANDLER口

?RS-232接口

? 以太網接口

?U盤接口

?可連接上位機軟件操作

供電

?110v~240 V雙模式供電

? 電源頻率47Hz~63Hz

? 最大功耗50W

主要標準：

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

ASTM D257-99  《絕緣材料的直流電阻或電導試驗方法》

GB/T 2439-2001《硫化橡膠或熱塑性橡膠 導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方法》

報告

報告應至少包括下述情況：

a)電阻率測試儀（電阻率測定儀）關于材料的說明和標志（名稱、等級、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、預干燥、處理時間、濕度和溫度）等；

e)電阻率測試儀（電阻率測定儀）試驗條件（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）；

注1：當規(guī)定了一個固定的電化時間時，注明此時間，給出個別值，并報告中值作為體積電阻率。

注2： 當在不同的電化時間后測試時，應按如下要求報告：

當在相同的電化時間里試樣達到一個穩(wěn)定狀態(tài)肘，給出個別值，并報告中值作為體積電阻率。在這個電化時間里有某些試樣不能達到穩(wěn)定狀態(tài)，則報告不能達到穩(wěn)定狀態(tài)的試樣數，并分別地給出它們的結果。當測試結果取決于電化時間時，則報告它們之間的關系，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）：

給出電化時間為1 min的個別值，并報告其中值作為表面電阻率。

工作原理

        根據歐姆定律，被測電阻Rx等于施加電壓V除以通過的電流I。傳統(tǒng)的高阻計的工作原理是測量電壓V固定，通過測量流過取樣電阻的電流I來得到電阻值。從歐姆定律可以看出，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，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。整個刻度是非線性的。又由于測量不同的電阻時，其電壓V也會有些變化，所以普通的高阻計是精度差、分辨率低。

       本儀器是同時測出電阻兩端的電壓V和流過電阻的電流I，通過內部的大規(guī)模集成電路完成電壓除以電流的計算，然后把所得到的結果經過A/D轉換后以數字顯示出電阻值，即便是電阻兩端的電壓V和流過電阻的電流I是同時變化，其顯示的電阻值不象普通高阻計那樣因被測電壓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，而實際誤差可以做到千分之幾或萬分之幾。

條件處理

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

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

可以采用機械蒸發(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內是相對緩慢的過程，因此測定溫度對體積電阻率的影響標準配置：

1,測試儀器：1臺

2,電源線：1條

3,測量線：3根（屏蔽線,測試接線,接地線）

4,使用說明書：1份需要延長處理期。 吸收水分后通常會降低體積電阻。 有些試樣可能需要處理數月 才能達到平衡。

體積電阻

在測試以前應使試樣具有電介質穩(wěn)定狀態(tài)。為此，通過測量裝置將試樣的測量電極1和3短路 （圖la）），逐步增加電流測量裝置的靈敏度到符合要求，同時觀察短路電流的變化，如此繼續(xù)到短路電 流達到相當恒定的值為止，此值應小于電化電流的穩(wěn)定值，或者小于電化100min的電流。由于短路電 流有可能改變方向，因此即使電流為零，也要維持短路狀態(tài)到需要的時間。當短路電流Io變得基本恒 定時（可能需要幾小時），記下Io的值和方向。

然后加上規(guī)定的直流電壓井同時開始記時。除非另有規(guī)定，在如下每個電化時間作一次測量：1 min、2min、5min、10min、50min、100min。如果連續(xù)兩次測量得出同樣的結果，責可以結束試驗并用這個電流值來計算體積電阻。記錄次觀察到相同測量結果時的電化時間。如果在100min內不 能達到穩(wěn)定狀態(tài)，則記錄體積電阻與電化時間的函數關系。

作為驗收試驗，按照有關規(guī)范的規(guī)定，使用一個固定的電化時間如lmin后的電流值來計算體積電阻率。

注意事項

絕緣電阻儀器體積電阻表面電阻測試儀使用前請仔細閱讀以下內容，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. ◇接通電源調零，（注意此時主機不得與屏蔽箱線路連接）在“Rx”兩端開路的情況下，調零使電流表的顯示為0000。然后關機。

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

4. ◇測體積電阻時測試按鈕撥到Rv邊，測表面電阻時測試按鈕撥到Rs邊，

5. ◇接好測試線，將測試線將主機與屏蔽箱連接好。量程置于104檔，打開主機后面板電源開關按鈕。從儀器后面板調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 標準中注明要求在500V電壓進行測定，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秒觀察顯示數字，當被測電阻大于儀器測量量程時，電阻表顯示“1”，此時應繼續(xù)將儀器撥到量程更高的位置。測量儀器有顯示值時應停下，在1min的電化時間后測量電阻，當前的數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閉電源。然后進行下一次測試。

8. ◇應在“Rx”兩端開路時調零，一般一次調零后在測試過程中不需再調零。

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測量電壓。

11. ◇測量時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，應采用屏蔽盒將被測物體屏蔽。

15. ◇嚴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。

16. ◇嚴禁電流電阻量程未在104檔及電壓在10V檔，更換試樣。

電極electrodes

電極是具有一定形狀、尺寸和結構的與被測試樣相接觸的導體。

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

影響電阻率的外界因素

電阻率不僅與材料種類有關，而且還與溫度、壓力和磁場等外界因素有關。金屬材料在溫度不高時，ρ與溫度t(℃)的關系是ρt=ρ0(1 at)，式中ρt與ρ0分別是t℃和0℃時的電阻率;α是電阻率的溫度系數，與材料有關。錳銅的α約為1?10-1/℃(其數值極小)，用其制成的電阻器的電阻值在常溫范圍下隨溫度變化極小，適合于作標準電阻。已知材料的ρ值隨溫度而變化的規(guī)律后，可制成電阻式溫度計來測量溫度。半導體材料的α一般是負值且有較大的量值。制成的電阻式溫度計具有較高的靈敏度。有些金屬(如Nb和Pb)或它們的化合物，當溫度降到幾K或十幾K(絕對溫度)時，ρ突然減少到接近零，出現(xiàn)超導現(xiàn)象，超導材料有廣泛的應用前景。利用材料的ρ隨磁場或所受應力而改變的性質，可制成磁敏電阻或電阻應變片，分別被用來測量磁場或物體所受到的機械應力，在工程上獲得廣泛應用。

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作為被保護電極，電極3作為保護電極，電極2作為不 保護電極。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，當電極尺寸合適時， 體積電阻的影響可忽略不計。為此，對于圖2和圖3所示的裝置，電極的間隙寬度g至少應為試樣厚度 的2倍，一般說來，1mm為切實可行的 小間隙。被保護電極尺寸d1（或長度l1）應至少為試樣厚度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：由于通過試樣內層的電流的影響，表面電阻率的計算值與試樣和電極的尺寸有很大的關系，因此，為了測定時可進行比較，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。

典型應用

1測量防靜電鞋、導電鞋的電阻值

按照國家標準GB4386-84《防靜電膠底鞋（靴）、導電膠底鞋（靴）電阻值測量方法》防靜電鞋的電阻值必須為0.5.?105Ω1.0?108Ω范圍內，導電鞋的電阻值必須不大于1.5X105歐姆.不僅制造廠在出廠時必須按這一標準檢驗，合格后才能出廠，在工廠使用過程中也必須按這一標準進行定期檢驗，合格后才能穿用。    

制造廠測量新鞋的電阻值時，應將硫化后有新鞋放置24小時以上，然后在測量所要求的溫度、濕度環(huán)境中放置2小時以后才能進行測量。使用單位在定期檢測時應將鞋洗干凈，其溫濕度的要求及放置時間同上。測量環(huán)境要求為：溫度：10℃～40℃相對濕度為40%～70%。 由于HEST121型數字表面、體積電阻率測定儀是內部同時測量電壓和電流，且直接顯示出電阻值，所以不必另外使用電壓表和電流表以及計算電阻值。

通常測試防靜電鞋只用106、107、108Ω檔，測試完畢將開關撥回104檔。

    根據上述測試的結果，根據標準來確定被測鞋是否合格或能否穿用。    

2.測量防靜電材料的電阻及電阻率

    一般防靜電材料的電阻值在105 Ω～1010 Ω左右的范圍內，其測量電極可采用三電極或二電極，其具體測量方法可參照有關的標準或有關資料。

3.測量計算機房用活動地板的系統(tǒng)電阻值

    按照國家標準ＧＢ6650-86《計算機房用活動地板技術條件》。采用該標準的電極（也可用三電極中的主電極）測量。

4.測量絕緣材料電阻(率)

    絕緣材料如塑料（聚乙稀，聚氯乙稀，尼龍等）橡膠等的電阻率很高，測量時應采取屏蔽措施，以免讀數不穩(wěn)甚至無法測量。測量時可采用三電極。具體方法可參照國家標準GB1410。

5.測量電流及1014Ω以上超高電阻的測量    

    當測量超過1014Ω以上的超高電阻時,可以通過測量電流的方法,然后用歐姆

定律求出超高電阻值。測量電流與測量電阻的方法基本相同， 

例如：電流表頭顯示讀數為1.234，量程位置處在10－8，則電流為I=1.234?10-8  A

利用歐姆定律

    V

R= ---

    I

可以計算出電阻值。利用測量電流的方法可測量超過1014Ω以上的超高電阻1015～1018Ω。

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，以與可接受的機械、化學和耐熱性能一致。因為絕緣電阻或電導組合了體積和表面電阻或電導，當實際使用時，要求試驗樣本和電極具有相同的形式，此時的測量值是非常有用的。表面電阻或電導隨著濕度發(fā)生快速變化，然而體積電阻或電導則稍微變化，盡管總的變化在一些變化可能更大。

2電阻或電導可用于間接預測某些材料的低頻率電介質擊穿和損耗因數性能。電阻或電導通常作為濕度含量，固化程度，機械連續(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驗研究確立的相關度。表面電阻的降低可導致因為電場強度降低而發(fā)生電介質擊穿電壓的增加，或者由于應力面積的增加而發(fā)生電介質擊穿電壓的降低。

3所有的電介質電阻或電導都取決于電化時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，同時報告，以使得電阻或電導測量值有意義。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間條件下獲得的電阻值。見X1.4。

4體積電阻或電導可通過在特定應用場合設計某個絕緣體使用的電阻和尺寸數據計算得出。研究已經表明電阻或電導隨著溫度和濕度的變化而變化（1,2,3,4）4，同時在設計工作條件時，必須已知這種變化。體積電阻或電導測量值通常用于檢查絕緣材料的均勻性，或者對于加工，可探測影響材料質量的導電雜質，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，樣本在普通實驗室條件測試獲得的數值計算得出體積電阻，如果結果確實可疑，則應考慮通常使用的測量設備的局限性。

6表面電阻或電導不能精確測量，只能近似測量，因為體積電阻或電導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。當包括污染，但是在通常常識下判斷不是電絕緣材料的材料性能時，此時表面電阻或電導可視為與材料性能相關。