表面体积电阻率测试仪

表面体积电阻率测试仪  体积电阻

在测试以前应使试样具有电介质稳定状态。为此，通过测量装置将试样的测量电极1和3短路 （图la）），逐步增加电流测量装置的灵敏度到符合要求，同时观察短路电流的变化，如此继续到短路电 流达到相当恒定的值为止，此值应小于电化电流的稳定值，或者小于电化100min的电流。由于短路电 流有可能改变方向，因此即使电流为零，也要维持短路状态到需要的时间。当短路电流Io变得基本恒 定时（可能需要几小时），记下Io的值和方向。

然后加上规定的直流电压井同时开始记时。除非另有规定，在如下每个电化时间作一次测量： 1 min、2min、5min、10min、50min、100min。如果连续两次测量得出同样的结果，责可以结束试验并用这个电流值来计算体积电阻。记录次观察到相同测量结果时的电化时间。如果在100min内不 能达到稳定状态，则记录体积电阻与电化时间的函数关系。

作为验收试验，按照有关规范的规定，使用一个固定的电化时间如lmin后的电流值来计算体积电阻率。

表面体积电阻率测试仪  符合标准：

GB/T 1410-2006 固体绝缘材料 体积电阻率和表面电阻率试验方法

GB 12014 防静电工作服

GB/T 20991-2007 个体防护装备 鞋的测试方法

GB 4385-1995 防静电鞋、导电鞋技术要求

GB 12158-2006 防止静电事故通用导则

GB 4655-2003 橡胶工业静电安全规程

GB/T 12703.4-2010 纺织品 静电性能的评定 第4部分 电阻率

GB/T 12703.6-2010 纺织品 静电性能的评定 第6部分 纤维泄漏电阻

GB 13348-2009 液体石油产品静电安全规程

GB/T 15738-2008 导电和抗静电纤维增强塑料电阻率试验方法

GB/T 18044-2008 地毯 静电习性评价法 行走试验

GB/T 18864-2002 硫化橡胶 工业用抗静电和导电产品 电阻极限范围

GB/T 22042-2008 服装 防静电性能 表面电阻率试验方法

GB/T 22043-2008 服装 防静电性能 通过材料的电阻（垂直电阻）试验方法

GB/T 24249-2009 防静电洁净织物

GB 26539-2011 防静电陶瓷砖 Antistatic ceramic tiles

GB/T 26825-2011 抗静电防腐胶

GB 50515-2010 导（防）静电地面设计规范

GB 50611-2010 电子工程防静电设计规范

GJB 105-1998-Z 电子产品防静电放电控制手册

GJB 3007A-2009 防静电工作区技术要求

GJB 5104-2004 无线电引信风帽用防静电涂料及风帽静电性能通用要求

试样处置

电极之间或测量电极与大地之间的杂散电流对于测试仪器的读数没有明显的影响这一点很重要。 测试时加电极到试样上和安放试样时均要极为小心，以免可能产生对测试结果有不良影响的杂散电流通道。

测量表面电阻时，不要清洗表面，除非另有协议或规定。 除了同二材料的另 一个试样的未被触模过 的表面可触及被测试样外，表面被测部分不应被任何东西触及。

技术指标

序号    项目    参数

1    电阻测量范围    0.01×104Ω～1×1018Ω

2    电流测量范围为    2×10-4A～1×10-16A

3    双表头显示    3.1/2位LED显示

4    内置测试电压    100V、250V、500V、1000V

5    基本准确度    1% (*注)

6    内置测试电压    100V、250、500、1000V

7    使用环境    温度：0℃～40℃相对湿度<80%

8    供电形式    AC 220V，50HZ，功耗约5W

9    仪器尺寸    285ｍｍ× 245ｍｍ× 120 mm

10    质量    约2.5KG

电阻定律

导体的电阻R跟它的长度L、电阻率ρ成正比，跟它的横截面积S成反比，这个规律就叫电阻定律(law of resistance)，公式为R=ρL/S 。其中ρ：制成电阻的材料的电阻率，L：绕制成电阻的导线长度，S：绕制成电阻的导线横截面积，R：电阻值。

公式：R=ρL/S，R=U/I

ρ——制成电阻的材料电阻率，国际单位制为欧姆 · 米（Ω · m) ；

L——绕制成电阻的导线长度，国际单位制为米（m)；

S——绕制成电阻的导线横截面积，国际单位制为平方米（m2） ；

R——电阻值，国际单位制为欧姆，简称欧（Ω）；

U——电压值，国际单位制为伏特，简称伏（v）；

I——电流值，国际单位制为安培，简称安（A）。

其中：

ρ叫电阻率：某种材料制成的长1米、横截面积是1平方毫米的导线的电阻，叫做这种材料的电阻率。是描述材料性质的物理量。国际单位制中，电阻率的单位是欧姆·米，常用单位是欧姆·平方毫米/米。与导体长度L，横截面积S无关，只与物体的材料和温度有关，有些材料的电阻率随着温度的升高而增大，有些反之。

试验程序

试样按本标准第7章、第8章、第9章、第 10 章进行准备。

测量试样及电极的尺寸、表面间隙的宽度g（两电极之间距离），}lj士1%。然而，如有必要，对薄试样可在有关的规范中规定不同的度。

为测定体积电阻率，应按照有关的规范测量每个试样的平均厚度，其厚度测量点应均匀地分布在由被保护电极所覆盖的整个面积上。

注：对于薄试样无论如何在加上电极前测量厚度。

一般说来，应与条件处理时相同的湿度（漫在液体中的条件处理除外）和温度下测试电阻。但有时也可在停止条件处理后的规定时间内进行测量。

条件处理

试样的处理条件取决于被试材料，这些条件应在材料规范中规定。

推荐按 GB/T 10580一2003 进行条件处理；由各种盐溶液所产生的相对温度在 IEC 60260 中给出。

可以采用机械蒸发系统。

体积电阻率和表面电阻率都对温度变化特别敏感。 这种变化是指数式的。 因此必须在规定的条件 下来测量试样的体积电阻和表面电阻。 由于水分被吸收到电介质内是相对缓慢的过程，因此测定温度 对体积电阻率的影响需要延长处理期。 吸收水分后通常会降低体积电阻。 有些试样可能需要处理数月 才能达到平衡。

使用条件

①环境温度： 0～40℃

②相对温度：≤70%

③供电电流：交流 220V±10%50Hz

体积电阻率

为测定体积电阻率，试样的形状不限，只要能允许使用第三电极来抵消表面效应引起的误差即可。对于表面泄漏可忽略不计的试样，测量体积电阻时可去掉保护，只要己证明去掉保护对结果的影响可忽 略不计。

在被保护电极与保护电极之间的试样表面上的间隙要有均匀的宽度，并且在表面泄漏不致于引起 测量误差的条件下间隙应尽可能的窄。lmm的间隙通常为切实可行的 小间隙。

图2及图3给出了三电极装置的例子。在测量体积电阻时，电极1是被保护电极，电极2为保护电 极，电极3为不保护电极。被保护电极的直径d1（图2）或长度l1（图3）应至少为试样厚度h的10倍，通 常至少为25mm。不保护电极的直径d4（或长度［4）和保护电极的外直径d3（或保护电极两外边缘之间 的长度［3）应该等于保护电极的内径d2（或保护电极两内边缘之间的长度lz）加上至少2倍的试样厚度。工作原理

        根据欧姆定律，被测电阻Rx等于施加电压V除以通过的电流I。传统的高阻计的工作原理是测量电压V固定，通过测量流过取样电阻的电流I来得到电阻值。从欧姆定律可以看出，由于电流I是与电阻成反比，而不是成正比，所以电阻的显示值是非线性的，即电阻无穷大时，电流为零，即表头的零位处是∞，其附近的刻度非常密，分辨率很低。整个刻度是非线性的。又由于测量不同的电阻时，其电压V也会有些变化，所以普通的高阻计是精度差、分辨率低。

       本仪器是同时测出电阻两端的电压V和流过电阻的电流I，通过内部的大规模集成电路完成电压除以电流的计算，然后把所得到的结果经过A/D转换后以数字显示出电阻值，即便是电阻两端的电压V和流过电阻的电流I是同时变化，其显示的电阻值不象普通高阻计那样因被测电压V的变化或电流Ｉ的变化而变，所以，即使测量电压、被测量电阻、电源电压等发生变化对其结果影响不大，其测量精度很高，从理论上讲其误差可以做到零，而实际误差可以做到千分之几或万分之几。

报告

报告应至少包括下述情况：

a) 电阻率测试仪（电阻率测定仪）关于材料的说明和标志（名称、等级、颜色、制造商等）；

b) 电阻率测试仪（电阻率测定仪）试样的形状和尺寸；

c) 电阻率测试仪（电阻率测定仪）电极和保护装置的形式、材料和尺寸；

d) 电阻率测试仪（电阻率测定仪）试样的处理（清洁、预干燥、处理时间、湿度和温度）等；

e) 电阻率测试仪（电阻率测定仪）试验条件（试样温度、相对由度）；

f) 电阻率测试仪（电阻率测定仪）测量方法；

g) 电阻率测试仪（电阻率测定仪）施加电压；

h) 电阻率测试仪（电阻率测定仪）体和、电阻率（需要时）；

注1：当规定了一个固定的电化时间时，注明此时间，给出个别值，并报告中值作为体积电阻率。

注 2 ： 当在不同的电化时间后测试时，应按如下要求报告：

当在相同的电化时间里试样达到一个稳定状态肘，给出个别值，并报告中值作为体积电阻率。 在这个电化时 间里有某些试样不能达到稳定状态，则报告不能达到稳定状态的试样数，并分别地给出它们的结果。 当测试结果取决于电化时间时，则报告它们之间的关系，例如．以图的形式或给出在电化Imin、10min和100min后的体积电阻率的中值。

i) 表面电阻率（需要时）：

给出电化时间为1 min的个别值，并报告其中值作为表面电阻率。

保护

组成测量线路的绝缘材料，好应具有与被试材料差不多的性能。试样的测量误差可以由下列原 因产生：

a) 外来寄生电压引起的杂散电流，通常不知道它的大小，并具有漂移的特点；

b) 具有未知而易变的电阻值的绝缘与试样电阻、标准电阻器或电流测量装置的不正常的分路。 使线路所有部分在使用状态下有尽可能高的绝缘电阻来近似地修正这些影响因素。这种做法可能导致测试设备很笨重，而又不足以测量高于几百兆欧的绝缘电阻。较为满意的修正方法是使用保护技术来实现。

保护就是在所有关键的绝缘部位插入保护导体，保护导体截住所有可能引起误差的杂散电流。这 些保护导体联接在一起，组成保护系统并与测量端形成兰端网络。当线路联接恰当时，所有外来寄生电 压产生的杂散电流被保护系统分流到测量电路以外，任一测量瑞到保护系统的绝缘电阻与一电阻低得 多的线路元件并联，试样电阻仅限于两测量端之间。采用这个技术可大大地减小误差概率。图1为使 用保护电极测量体积电阻和表面电阻的基本线路。

图5和图7给出了电流测量法中保护系统的使用方法，图中指出保护系统接到电源和电流测量装 置的连接点。图6表示惠斯登电桥法，其保护系统接到两个较低电阻值的桥臂的连接点上。在所有情况下，保护系统必须完善，包括对测试人员在测量时操作的任何控制仪器的保护。

在保护端和被保护端之间所存在的电解电动势、接触电动势或热电动势较小时，均能被补偿掉，使 这样的电动势在测量中不会引人显著的误差。

在电流测量法中，由于电流测量装置与被保护端和保护系统之间的电阻并联可能产生误差，因此， 这个电阻宜至少为电流测量装置电阻的10倍，好为100倍。在有些电桥法中，保护端和测量端具有 大致相同的电位，不过电桥中的→个标准电阻器与不保护端和保护系统之间的电阻是并联的。这个电 阻应至少为标准电阻的10倍，好为100倍。

为确保设备的操作令人满意，应先断开电源和试样的连线进行一次测量。此时，设备应在它的灵敏 度许可范围内指示出元穷大的电阻。如果有一些己知电阻值的标准电阻，则可用来检查设备运行是否良好。

温度影响

温度对不同物质的电阻值均有不同的影晌。

导电体 在接近室温的温度，良导体的电阻值，通常与温度成线性关系：

ρ=ρ0(1+αt)

上式中的 a 称为电阻的温度系数。

未经掺杂的半导体的电阻随温度升高而下降：

有掺杂的半导体变化较为复杂。当温度从绝对零度上升，半导体的电阻先是减少，到了绝大部分的带电粒子 （电子或电洞/空穴） 离开了它们的载体后，电阻会因带电粒子的活动力下降而随温度稍为上升。当温度升得更高，半导体会产生新的载体 （和未经掺杂的半导体一样） ，原有的载体 （因渗杂而产生者） 重要性下降，于是电阻会再度下降。

绝缘体和电解质 绝缘体和电解质的电阻与温度的关系一般不成比例，而且不同物质有不同的变化，故不在此列出概括性的算式。

三电极接线说明

    测量电阻可用二电极，一个接高压电极，另一个接电流电极就行了，仪器的地线用于屏蔽用，在测量高电阻时要与屏蔽箱的地相接以防干扰。测量低电阻时 可以不用。国家标准 GB1410《 固体绝缘材料绝缘体积电阻率和表面电阻率试验方 法》中推荐一种三电极测量方法：

它是由三个独立的电极组成:

1.中心为圆柱体,直径为50mm, 标准中没有规定高度，但一般是40mm

2.圆柱体外为一圆环,圆环内径为60mm,外径为80mm, 标准中没有规定高度，但一般是40mm

3.底为一平板, 直径为100mm的圆板. 标准中没有规定厚度，但一般为5mm

如果使用这种三电极测量材料表面电阻或体积电阻，可以按下图接线：

4.测表面电阻：（电流流过被测量物体表面时测得的电阻）

仪器高压输出（红）接圆环电极

仪器电流输入端（芯线）接圆柱电极

仪器地（黑，屏蔽线）接圆盘电极

5.测体积电阻：（电流流过被测量物体体内时测得的电阻）

仪器高压输出（红）接圆盘电极

仪器电流输入端（芯线）接圆柱电极

仪器地（黑，屏蔽线）接圆环电极

请将被测量材料放在圆盘电极上面，并且圆柱电极放在圆环电极的中间，先将屏蔽箱上的开关拨在中间0位置时，此时没有高压输出，将屏蔽箱盖好，然后再与仪器接线。

   如果开关是在左边的Rv位置时，测量的是体积电阻Rv，此时电压加在底下的圆盘电极上，电流从圆盘电极经被测量材料体内流到柱电极。

如果开关是在右边的Rs位置时，测量的是表面电阻Rs，此时圆环电极改变为电压，圆盘电极为接线，电流从圆环电极经材料表面流到圆柱电极。