體積電阻率和表面電阻率測量儀  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，該裝置可以是一個檢流計或電子放大器或靜電計。

電橋法只需要一靈敏的電流檢測器作為零點指示器，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用檢流計采用伏特計一安培計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。

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，且在需要時能使試樣短路并在電化前測量電流者，均可使用。

體積電阻率和表面電阻率測量儀 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(dāng)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(yīng)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(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

試樣處置

電極之間或測量電極與大地之間的雜散電流對于測試儀器的讀數(shù)沒有明顯的影響這一點很重要。測試時加電極到試樣上和安放試樣時均要極為小心，以免可能產(chǎn)生對測試結(jié)果有不良影響的雜散電流通道。

測量表面電阻時，不要清洗表面，除非另有協(xié)議或規(guī)定。除了同二材料的另一個試樣的未被觸模過的表面可觸及被測試樣外，表面被測部分不應(yīng)被任何東西觸及。

條件處理

試樣的處理條件取決于被試材料，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

在測試以前應(yīng)使試樣具有電介質(zhì)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(dá)到相當(dāng)恒定的值為止，此值應(yīng)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(dāng)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(jié)果，責(zé)可以結(jié)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(jié)果時的電化時間。如果在100min內(nèi)不 能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，則記錄體積電阻與電化時間的函數(shù)關(guān)系。

作為驗收試驗，按照有關(guān)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。

報告

報告應(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、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(yù)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(dāng)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(dāng)在不同的電化時間后測試時，應(yīng)按如下要求報告：

當(dāng)在相同的電化時間里試樣達(dá)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(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，則報告不能達(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)果取決于電化時間時，則報告它們之間的關(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）：

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。

測試步驟：

1、測試溫度23?2℃，相對濕度65?5%，無外界電磁場干擾環(huán)境中進行。

2、測試時對試樣所加電壓為100V~500V的直流電壓，選擇電壓檔次。

3、將試樣倒入高壓電極內(nèi)，使液面剛好和環(huán)電極下緣全部接觸為止。

4、將充分放電后的試樣和電極，按固體（液體）體積及表面電阻率測試儀要求接線。

外電極（高壓電極）接高固體（液體）體積及表面電阻率測試儀的高壓輸出端。

內(nèi)電極（測量電極）接固體（液體）體積及表面電阻率測試儀的測量端。

中電極（環(huán)電極）接固體（液體）體積及表面電阻率測試儀的接地端。

5、儀器預(yù)熱30分鐘，穩(wěn)定后調(diào)整儀器（調(diào)零），加上試驗1分鐘，讀取電阻指示值，然后放電1分鐘，再測試一次，以二次的算術(shù)平均值作為試驗樣品電阻指示值。

安全注意事項

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。

3.進行測試時，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，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，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。

注意事項：

1、測定電極必須放置在高絕緣的墊板上。

2、測定電極在測試前后，均應(yīng)做好清洗工作，特別是三只電極的支撐件不得受到試樣的污染

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方法》

ASTM D257-99  《絕緣材料的直流電阻或電導(dǎo)試驗方法》

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》

范圍：

1本試驗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，可以計算出電絕緣材料的體積電阻和表面電阻，同時還可以計算出相應(yīng)的電導(dǎo)和電導(dǎo)率。

2這些試驗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試驗方法進行測試，這些特殊材料具有電壓應(yīng)力范圍和有限起電時間，同時規(guī)定了樣本結(jié)構(gòu)和電極幾何形狀。這些個別特殊試驗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)實際使用情況進行斟酌。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。

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。

電導(dǎo)率與電阻的關(guān)系

R=ρl=l/σ

(1)定義或解釋 電阻率的倒數(shù)為電導(dǎo)率。σ=1/ρ(2)單位:在國際單位制中,電導(dǎo)率的單位是西門子/米。(3)說明 電導(dǎo)率的物理意義是表示物質(zhì)導(dǎo)電的性能。電導(dǎo)率越大則導(dǎo)電性能越強,反之越小。

電導(dǎo)率與電阻的關(guān)系

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。

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。

電導(dǎo)率:

物理學(xué)概念，也可以稱為導(dǎo)電率。在介質(zhì)中該量與電場強度E之積等于傳導(dǎo)電流密度J。對于各向同性介質(zhì)，電導(dǎo)率是標(biāo)量;對于各向異性介質(zhì)，電導(dǎo)率是張量。生態(tài)學(xué)中，電導(dǎo)率是以數(shù)字表示的溶液傳導(dǎo)電流的能力。單位以西門子每米(S/m)表示。

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，金屬的自由電子在運動中不斷和晶格節(jié)點上做熱振子的正離子相碰撞，使電子運動受到阻礙，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

體積電阻volume resistance

 在試樣兩相對表面上放置的兩電極間所加直流電壓與流過這兩個電極之間的穩(wěn)態(tài)電流之商，不包括沿試樣表面的電流，在兩電極上可能形成的極化忽略不計

 注:除非另有規(guī)定，體積電阻是在電化一分鐘后測定

 體積電阻率：在絕緣材料里面的直流電場強度和穩(wěn)態(tài)電流密度之商，即單位體積內(nèi)的體積電阻。

 注:體積電阻率的SI單位是12 "m。實際上也使用fE " cm這一單位。

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。

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調(diào)零后測量會產(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。

4連接線路

    接好測試線，將測試線將主機與屏蔽箱連接好，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。然后開機。

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，電阻表顯示“1”，此時應(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)字時不要再往更高次檔撥，否測儀器會過量程，機內(nèi)保護電路開始工作，儀器測量準(zhǔn)確度會下降。

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或測量端短路時而損壞儀器。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，使用屏蔽箱在進行體積電阻和表面電阻轉(zhuǎn)換時，必須把電源關(guān)閉后進行檔位轉(zhuǎn)換，否則會導(dǎo)致電壓沖擊到主機無法顯示或損壞。

技術(shù)指標(biāo)

1.   電阻測量范圍：1?104Ω ～1?1018Ω，分為十個量程。

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。

符合標(biāo)準(zhǔn)及適用范圍：

完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB1410－2006固體電工絕緣材料絕緣電阻、體積電阻系數(shù)和表面電阻試驗方法，ASTM D257絕緣材料的直流電阻或電導(dǎo)試驗方法　等標(biāo)準(zhǔn)要求。

本儀器配不同的測量電極（夾具）可以測量不同材料（固體、粉體或液體）的體積電阻率和表面電阻率或電導(dǎo)率。適用于橡膠、塑料、薄膜、及粉體、液體、及固體和膏體形狀的各種絕緣材料體積和表面電阻值的測定。本儀器除能測電阻外，還能直接測量微弱電流。