國產體積表面電阻率測定儀  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態電流之商，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：除非另有規定，體積電阻是在電化一分鐘后測定。

國產體積表面電阻率測定儀  技術指標

1、電阻測量范圍：1?104Ω ～1?1018Ω。

2、電流測量范圍為：2?10-4A～1?10-16A

3、雙表頭顯示：3.1/2位LED顯示

4、內置測試電壓：10V、50V、100V、250、500、1000V

5、基本準確度：1% (*注)

6、使用環境： 溫度：0℃～40℃，相對濕度<80%

7、機內測試電壓：10/50/100/250/500/1000V任意切換

8、供電形式：AC 220V，50HZ，功耗約5W

9、儀器尺寸：285ｍｍ?245ｍｍ?120 mm

10、質量： 約2.5KG

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（見GB/T10064一一2006）

測試電壓（V）

DC—10V

DC—50V

DC—100V

DC—500V

DC—1000V

為什么在測量電阻過程中不要改變對被測物的測試電壓？

    在測量電阻過程中如果改變對被測物的測試電壓，無論電壓變高或變低時都將會產生大脈沖電流，這個大的電流很有可能使儀器過量程甚至更損壞儀器。另一方面如果電壓突然變化也會通過被測量物體的（分布）電容放電或反向放電對測量儀器造成沖擊而損壞儀器。有的物體的耐壓較低，當您改變測量電壓時有右能擊穿而產生大電流損壞儀器。如果要改變測量電壓，在確保被測量物體不會因電壓過高擊穿時，要先將量程開關撥到104檔后關閉電源，再從儀器后面板調整到所要求的電壓。有的材料是非線性的，即電壓與電流是不符合歐姆定律，有改變電壓時由于電流不是線性變化，所以測量的電阻也會變化。

使用條件

①環境溫度：0～40℃

②相對溫度：≤70%

③供電電流：交流220V?10%50Hz

溫度影響

溫度對不同物質的電阻值均有不同的影晌。

導電體在接近室溫的溫度，良導體的電阻值，通常與溫度成線性關系：

ρ=ρ0(1 αt)

上式中的a稱為電阻的溫度系數。

未經摻雜的半導體的電阻隨溫度升高而下降：

有摻雜的半導體變化較為復雜。當溫度從絕對零度上升，半導體的電阻先是減少，到了絕大部分的帶電粒子（電子或電洞/空穴） 離開了它們的載體后，電阻會因帶電粒子的活動力下降而隨溫度稍為上升。當溫度升得更高，半導體會產生新的載體 （和未經摻雜的半導體一樣） ，原有的載體 （因滲雜而產生者） 重要性下降，于是電阻會再度下降。

絕緣體和電解質絕緣體和電解質的電阻與溫度的關系一般不成比例，而且不同物質有不同的變化，故不在此列出概括性的算式。

標準配置：

 1、儀器主機 一臺

 2、屏蔽箱一個

 3、試驗電極三個

 4、說明書一本

 5、電源線一條

 6、數據線三條

 7、合格證一份

 8、保修卡一份

微分電阻

如電阻跟隨電壓及電流變動，則可定義微分電阻為：

  dU

r=--

  dI

微分電阻的單位仍為歐姆，惟微分電阻值與基本的電阻值并不一致。微分電阻值有可能因有關儀器的特性而出現負值，稱為負電阻。然而，基本電阻（即電壓與電流的商）永遠為正值。

符合標準

GB/T 1410-2006、GB 12014、GB/T 20991-2007、GB 4385-1995、GB 12158-2006、GB 4655-2003、GB/T 12703.4-2010、GB/T 12703.6-2010、GB 13348-2009、GB/T 15738-2008、GB/T 18044-2008、GB/T 18864-2002、GB/T 22042-2008、GB/T 22043-2008、GB/T 24249-2009、GB 26539-2011、GB/T 26825-2011、GB 50515-2010、GB 50611-2010、GJB 105-1998-Z、GJB 3007A-2009、GJB 5104-2004

在溫度一定的情況下，有公式R=ρl/s其中的ρ就是電阻率，l為材料的長度，S為面積。可以看出，材料的電阻大小與材料的長度成正比，而與其截面積成反比。

電阻率（resistivity）是用來表示各種物質電阻特性的物理量。

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。

幾種導體材料在20℃時的電阻率

材料     Ω?m

銀（Ag）  1.6?10

銅（Cu）  1.7?10

鋁（Al）  2.9?10

鎢（W）   5.3?10

鐵（Fe）  1.0?10

錳銅合金 4.4?10

鎳銅合金 5.0?10

鎳鉻合金 1.0?10

主要應用范圍

    材料高阻測試測量如防靜電產品（防靜電鞋、防靜電塑料橡膠制品、計算機房防靜電活動地板等）電阻值的檢測；

材料體電阻(率)和表面電阻(率)測量；

電化學和材料測試,以及物理,光學和材料研究;

微弱電流測量如光電效應和器件暗電流測量。

注意事項

儀器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。

意義

1通常，絕緣材料用于將電氣系統的各部件相互絕緣和對地絕緣；固體絕緣材料還起機械支撐作用。對于這些用途，一般都希望材料具有盡可能高的絕緣電阻，有均勻一致的、得到認可的機械、化學和耐熱性能。表面電阻隨濕度變化很快，而體積電阻隨溫度變化卻很慢，盡管其 終的變化也許較大。

2體積電阻率能被用作選擇特定用途絕緣材料的一個參數。電阻率隨溫度和捏度的變化而顯著變 化，因此在為一些運行條件而設計時必須對其了解。體積電阻率的測量常被用于檢查絕緣材料生產是否始終如一，或檢測能影響材料質量而又不能用其他方法檢測到的導電雜質。

3當一直流電壓加在與試樣相接觸的兩電極之間時，通過試樣的電流會漸近地減小到）個穩定值。電流隨時間的減小可能是由于電介質極化和可動離子位移到電極所致。對于體積電阻率小于1010Ω. m的材料，其穩定狀態通常在一分鐘內達到，因此，經過這個電化時間后測定電阻。對于體積電阻率較高的材料，電流減小的過程可能會持續到幾分鐘、幾小時、幾天甚至幾星期。因此對于這樣的材 料，采用較長的電化時間，且如果合適，可用體積電阻率與時間的關系來描述材料的特性。

4由于或多或少的體積電導總是要被包括到表面電導測試中去，因此不能而只能近似地測量表面電阻或表面電導。測得的值主要反映被測試樣表面污染的特性。而且試樣的電容率影響污染物質的 沉積，它們的導電能力又受試樣的表面特性所影響。因此，表面電阻率不是一個真正意義的材料特性， 而是材料表面含有污染物質時與材料特性有關的一個參數。

某些材料如層壓材料在表面層和內部可能有很不同的電阻率，因此測量清潔的表面的內在性能是有意義的。應完整地規定為獲得一致的結果而進行清潔處理的程序，并要記錄清潔過程中海劑或其他因素對于表面特性可能產生的影響。

表面電阻，特別是當它較高時，常以不規則方式變化，且通常非常依賴于電化時間。因此，測量時通常規定一分鐘的電化時間。

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，出現超導現象，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。

說明

1．電阻率ρ不僅和導體的材料有關，還和導體的溫度有關。在溫度變化不大的范圍內：幾乎所有金屬的電阻率隨溫度作線性變化，即ρ=ρo(1 at)。式中t是攝氏溫度，ρo是O℃時的電阻率，a是電阻率溫度系數。

2．由于電阻率隨溫度改變而改變，所以對于某些電器的電阻，必須說明它們所處的物理狀態。如一個220 V -100 W電燈燈絲的電阻，通電時是484歐姆，未通電時只有40歐姆左右。

3．電阻率和電阻是兩個不同的概念。電阻率是反映物質對電流阻礙作用的屬性，電阻是反映物體對電流阻礙作用的能力大小。

4.超導體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失，被稱作零電阻效應。導體沒有了電阻。

電阻的作用：

電阻在電路中的作用：利用著名的歐姆定律可以利用電阻控制電路中的電壓、電流。

電阻的主要物理特征就是可以變電能為熱能，因此熱水器中的發熱元件、電燈泡、電燙斗就是利用了電阻的作用制成的。另外電阻有怕熱的特性，當導體材料溫度升高時材料的電阻率會增大（有些材料則表現為減小），因此利用電阻的這種特性可以制作溫度測量計（不知道你看見過沒，插一根“鐵絲”就能測量溫度的方法就是利用了這種電阻材料作用的）。

另外一些材料的電阻還會受到光線照射的印象，而利用這樣的材料可以制成光敏電阻，利用這點作用可以方便的設計光控電路以及光的測量和光電轉換等領域。

重要性和用途：

1絕緣材料用于電子系統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生電介質擊穿電壓的增加，或者由于應力面積的增加而發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。

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．

說明

　　①電阻率ρ不僅和導體的材料有關，還和導體的溫度有關。在溫度變化不大的范圍內，幾乎所有金屬的電阻率隨溫度作線性變化，即ρ=ρo(1 at)。式中t是攝氏溫度，ρo是O℃時的電阻率，a是電阻率溫度系數。

　　②由于電阻率隨溫度改變而改變，所以對于某些電器的電阻，必須說明它們所處的物理狀態。如一個220V

　　100W電燈燈絲的電阻，通電時是484歐姆，未通電時只有40歐姆左右。

　　③電阻率和電阻是兩個不同的概念。電阻率是反映物質對電流阻礙作用的屬性，電阻是反映物體對電流阻礙作用的屬性。

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