測量絕緣材料的電阻率測試儀器
電極 英譯（ 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I目的直流電壓與通過電極的總電流之商，絕緣電阻取決于試樣的。
測量絕緣材料的電阻率測試儀器
電極材料
1 概述
絕緣材料用的電極材料應(yīng)是一類容易加到試樣上、能與試祥表面緊密接觸、旦不致子因電投電阻或?qū)υ嚇拥奈廴径牒艽笳`差的導(dǎo)電材料。在試驗(yàn)條件下，電極材質(zhì)應(yīng)耐腐強(qiáng)。下面是可使用的一些典型的電極材料。電極應(yīng)與給定形狀和尺寸的合適的背襯電極一藏使用。
簡便的做法是用兩種不同的電極材料或兩種不同的使用方法來了解電極材料是否會引入很大誤差。
2 導(dǎo)電銀漆
某些高導(dǎo)電率的商品銀漆，無論是氣干的或低溫烘于的，是足夠疏松的、能透過濕氣，因此可在加上電極后對試樣進(jìn)行條件處理。這種特點(diǎn)特別適合研究電阻一濕氣效應(yīng)以及電阻隨溫度的變化。然而，在導(dǎo)電漆被用作一種電極材料以前，應(yīng)證實(shí)漆中的溶劑不影響絕緣材料導(dǎo)電性能。用精巧的毛刷可做到使保護(hù)電極的邊緣相當(dāng)光滑。但對于圓電極，可先用圓規(guī)畫出電強(qiáng)的輪廊，然后用刷子來涂滿內(nèi)部的方法來獲得精細(xì)的邊緣。如電極漆是用噴槍噴上去的，則可采用固定模框。
3噴鍍金屬
可使用能滿意地粘合在試樣七的噴鍍金屬。薄的噴鍍電搬的優(yōu)點(diǎn)是一避噴在試徉上便可立即使用。這種電極或許是足夠疏松的，可允許對試樣進(jìn)行條件處理，但這一特點(diǎn)應(yīng)被證實(shí)。固定的模框可用來制取被保護(hù)電極與保護(hù)電極之間的間隙。
4蒸發(fā)或極陰真空噴鍍金屬
當(dāng)能證明材料不受離子轟擊或真空處理的影響時(shí)，蒸發(fā)或陰極真空噴鍍金屬能在與8．3給出的相同條件下使用。
5 液體電極
使用液體電極往往能得到滿意的結(jié)果。構(gòu)成上電極的液體應(yīng)被框住，例如用不銹鋼環(huán)來框住，每個環(huán)的下邊緣在不接觸液體的一面被斜削成銳邊。圖4給出了使用液體電極的裝置。不推薦長期使用或在高溫下使用水銀，因?yàn)樗卸尽?/span>
6 膠體石墨
分散在水中或其他合適媒介中的膠體石墨可在與8。2給出的相同條件下使用。
7導(dǎo)電橡皮
導(dǎo)電橡皮可用作電極材料。它的優(yōu)點(diǎn)是能方便快捷地放上和移開。由于只是在測定時(shí)才將電極放到試樣上，因此它不妨礙試樣的條{_孛處理。導(dǎo)電橡皮應(yīng)足夠柔軟，以確保其在加上適當(dāng)?shù)膲毫? kPa(O，2 Njcm。)時(shí)能與試樣緊密摟觸。
8 金屬箔
金屬箔可粘貼在試樣表面作為測量體積電阻用的電極，但它不適用于測量表面電阻。鉛、銻鉛合金、鋁和錫箔都是被普遍使用的。通常用少量的凡士林、硅脂、硅油或其他合適的材料作為粘貼劑將它們粘貼到試樣上去。含有下列組分的一種藥用膠適合用作導(dǎo)電粘貼劑：
1分子量為600的無水聚乙二醇800份(質(zhì)量) ‘
2水 200份(質(zhì)量)
3軟肥皂(藥用級) 】份(質(zhì)量)
4氯化鉀 】0份(質(zhì)量)
要在一個平穩(wěn)的壓力下粘貼電極，使之足以消除一切皺折和將多余的粘合劑趕到箔的邊緣，再用一塊干凈的薄紙擦去。用軟物如手指按壓能很好地做到這點(diǎn)。這個技巧僅適用于表面非常平滑的試樣。通過精心操作，粘合齊4薄層可減小到0．002 5 mm或更薄。
電阻率（resistivity）是用來表示各種物質(zhì)電阻特性的物理量。
電阻率的計(jì)算公式為：
ρL
R= —
S
ρ為電阻率——常用單位Ω·mm2/m
S為橫截面積——常用單位㎡
R為電阻值——常用單位Ω
L為導(dǎo)線的長度——常用單位m
技術(shù)參數(shù)：
- a、電阻測量范圍 1×104Ω ～1×1018Ω
- b、電流測量范圍 2×10-4A～1×10-16A
- c、顯 示 方 式 數(shù)字液晶顯示
- d、內(nèi)置測試電壓 10V 、50V、100V、250V、500V、1000V
- e、基本準(zhǔn)確度 1%
- f、使用環(huán)境 溫度：0℃～40℃，相對濕度<80%
- g、供電形式 AC 220V，50HZ，功耗約5W
- h、儀器尺寸 285ｍｍ× 245ｍｍ× 120 mm
- i、重量約5KG
- j、體積小、重量輕、準(zhǔn)確度高 電阻、電流雙顯示，性能好穩(wěn)定、讀數(shù)方便
- z、使測量超高電阻就如用萬用表測量普通電阻樣簡便免去老式高阻計(jì)在不同測試電壓下或不同量程時(shí)要乘以系數(shù)等使用不便的麻煩
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)，只要已證明去掉保護(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，并且在表面的泄露不至于引起測量誤差的條件下間隙應(yīng)盡可能的窄。l mm的間隙通常為切實(shí)可行的小間隙。
標(biāo)準(zhǔn)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
5.產(chǎn)品合格證：1份
幾種導(dǎo)體材料在20℃時(shí)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
工作原理
根據(jù)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(jì)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(shí)，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(shí)，其電壓V也會有些變化，所以普通的高阻計(jì)是精度差、分辨率低。
本儀器是同時(shí)測出電阻兩端的電壓V和流過電阻的電流I，通過內(nèi)部的大規(guī)模集成電路完成電壓除以電流的計(jì)算，然后把所得到的結(jié)果經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后以數(shù)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(shí)變化，其顯示的電阻值不象普通高阻計(jì)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(jié)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(shí)際誤差可以做到千分之幾或萬分之幾。
電阻定律
導(dǎo)體的電阻R跟它的長度L、電阻率ρ成正比，跟它的橫截面積S成反比，這個規(guī)律就叫電阻定律(law of resistance)，公式為R=ρL/S 。其中ρ：制成電阻的材料的電阻率，L：繞制成電阻的導(dǎo)線長度，S：繞制成電阻的導(dǎo)線橫截面積，R：電阻值。
公式：R=ρL/S，R=U/I
ρ——制成電阻的材料電阻率，單位制為歐姆 · 米（Ω · m) ；
L——繞制成電阻的導(dǎo)線長度，單位制為米（m)；
S——繞制成電阻的導(dǎo)線橫截面積，單位制為平方米（m2） ；
R——電阻值，單位制為歐姆，簡稱歐（Ω）；
U——電壓值，單位制為伏特，簡稱伏（v）；
I——電流值，單位制為安培，簡稱安（A）。
其中：
ρ叫電阻率：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。是描述材料性質(zhì)的物理量。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。與導(dǎo)體長度L，橫截面積S無關(guān)，只與物體的材料和溫度有關(guān)，有些材料的電阻率隨著溫度的升高而增大，有些反之。
典型應(yīng)用
1 測量防靜電鞋、導(dǎo)電鞋的電阻值
按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB4386-84《防靜電膠底鞋（靴）、導(dǎo)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(nèi)，導(dǎo)電鞋的電阻值必須不大于1.5X105歐姆.不僅制造廠在出廠時(shí)必須按這一標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，合格后才能出廠，在工廠使用過程中也必須按這一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定期檢驗(yàn)，合格后才能穿用。
制造廠測量新鞋的電阻值時(shí)，應(yīng)將硫化后有新鞋放置24小時(shí)以上，然后在測量所要求的溫度、濕度環(huán)境中放置2小時(shí)以后才能進(jìn)行測量。使用單位在定期檢測時(shí)應(yīng)將鞋洗干凈，其溫濕度的要求及放置時(shí)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(shù)字表面、體積電阻率測定儀是內(nèi)部同時(shí)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(jì)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(guān)撥回104檔。
根據(jù)上述測試的結(jié)果，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)，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(guān)的標(biāo)準(zhǔn)或有關(guān)資料。
3. 測量計(jì)算機(jī)房用活動地板的系統(tǒng)電阻值
按照國家標(biāo)準(zhǔn)ＧＢ6650-86《計(jì)算機(jī)房用活動地板技術(shù)條件》。采用該標(biāo)準(zhǔn)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(shí)應(yīng)采取屏蔽措施，以免讀數(shù)不穩(wěn)甚至無法測量。測量時(shí)可采用三電極。具體方法可參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB1410。
5. 測量電流及1014Ω以上超高電阻的測量
當(dāng)測量超過1014Ω以上的超高電阻時(shí),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(shù)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(jì)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。
測試電壓（V）
DC—10V
DC—50V
DC—100V
DC—500V
DC—1000V
使用條件
①環(huán)境溫度： 0～40℃
②相對溫度：≤70%
③供電電流：交流 220V±10%50Hz
儀器特點(diǎn)：
BEST-121型電阻率測試儀具有精度高、顯示迅速、穩(wěn)定性好、讀數(shù)方便, 適用于防靜電產(chǎn)品 如防靜電鞋、防靜電塑料橡膠制品、計(jì)算機(jī)房防樹脂云母體積表面電阻率測試儀靜電活動地板等電阻值的檢驗(yàn)以及絕緣材料和電子電器產(chǎn)品的絕緣電阻測量。
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。本儀器除能測電阻外，還能直接測量電流如電子器件暗電流等
注意事項(xiàng)
- 絕緣電阻儀器體積電阻表面電阻測試儀使用前請仔細(xì)閱讀以下內(nèi)容，否則將造成儀器損壞或電擊情況。
- 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。
- 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)。
- 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）。
- 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，
- 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)
- 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。
- 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。
- 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。
- 禁止將“RX”兩端短路，以免微電流放大器受大電流沖擊。
- 在測量高阻時(shí)，應(yīng)采用屏蔽盒將被測物體屏蔽。
- 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)。
- 嚴(yán)禁電流電阻量程未在104檔及電壓在10V檔，更換試樣。
范圍
GB／T 1410一2006標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率的試驗(yàn)方法。這些試驗(yàn)方法包括對固體絕緣材料體積電阻和表面電阻的測定程序及體積電阻率和表面電阻率的計(jì)算方法。
體積電阻和表面電阻的試驗(yàn)都受到下列因素影響：施加電壓的大小和時(shí)間；電極的性質(zhì)和尺寸；在試樣處理和測試過程中周圍大氣條件和試樣的溫度、濕度。
GB／T 1410一2006標(biāo)準(zhǔn)中定義。
1、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，不包括沿著試驗(yàn)表面的電流，在兩電極上可能形成的極化忽略不計(jì)。
注：除非另有規(guī)定，體積電阻是在電化一分鐘后測定。
2、 體積電阻率volume res~stivity
在絕緣材料里的直流電場強(qiáng)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Ω。m。實(shí)際上也使用Ω·cm這一單位。
3、 表面電阻 surface resistance
在試樣的其表面上的兩電極間所加電，玉與在規(guī)定的電化時(shí)間里流過兩電極問的電流之商，在兩電極上可能形成的極化忽略不計(jì)。
注l：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祥的一個表面層，但也包括流過試樣體積內(nèi)的成分。
4、 表面電阻率surface resistivity
在絕緣材料的表面層里的直流電場強(qiáng)度與線電流密度之商，即單位面積內(nèi)的表面電阻。面積的大小是不重要的。
注：表面電阻率的Sl單位是Ω。實(shí)際上有時(shí)也用“歐每平方單位”來表示。
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(jī)。
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(shí)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(jī)。
4、連接線路，接好測試線，將測試線將主機(jī)與屏蔽箱連接好，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。然后開機(jī)。
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(shí)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(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，當(dāng)測量儀器有顯示值時(shí)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(shí)不要再往更高次檔撥，否測儀器會過量程，機(jī)內(nèi)保護(hù)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(jī)或測量端短路時(shí)而損壞儀器。
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(jì)算電阻的方法，詳見8.5節(jié)內(nèi)容。
9 、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(jìn)行體積電阻和表面電阻轉(zhuǎn)換時(shí)，必須把電源關(guān)閉后進(jìn)行檔位轉(zhuǎn)換，否則會導(dǎo)致電壓沖擊到主機(jī)無法顯示或損壞。
制造及測試標(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(yàn)方法
GB 12014 防靜電工作服
GB/T 20991-2007 個體防護(hù)裝備 鞋的測試方法
GB 4385-1995 防靜電鞋、導(dǎo)電鞋技術(shù)要求
GB 12158-2006 防止靜電事故通用導(dǎo)則
GB 4655-2003 橡膠工業(yè)靜電安全規(guī)程
GB/T 12703.4-2010 紡織品 靜電性能的評定 第4部分 電阻率
GB/T 12703.6-2010 紡織品 靜電性能的評定 第6部分 纖維泄漏電阻
GB 13348-2009 液體石油產(chǎn)品靜電安全規(guī)程
GB/T 15738-2008 導(dǎo)電和抗靜電纖維增強(qiáng)塑料電阻率試驗(yàn)方法
GB/T 18044-2008 地毯 靜電習(xí)性評價(jià)法 行走試驗(yàn)
GB/T 18864-2002 硫化橡膠 工業(yè)用抗靜電和導(dǎo)電產(chǎn)品 電阻極限范圍
GB/T 22042-2008 服裝 防靜電性能 表面電阻率試驗(yàn)方法
GB/T 22043-2008 服裝 防靜電性能 通過材料的電阻（垂直電阻）試驗(yàn)方法
GB/T 24249-2009 防靜電潔凈織物
GB 26539-2011 防靜電陶瓷磚 Antistatic ceramic tiles
GB/T 26825-2011 抗靜電防腐膠
GB 50515-2010 導(dǎo)（防）靜電地面設(shè)計(jì)規(guī)范
GB 50611-2010 電子工程防靜電設(shè)計(jì)規(guī)范
GJB 105-1998-Z 電子產(chǎn)品防靜電放電控制手冊
GJB 3007A-2009 防靜電工作區(qū)技術(shù)要求
GJB 5104-2004 無線電引信風(fēng)帽用防靜電涂料及風(fēng)帽靜電性能通用要求
測量常見問題：
.1 為什么在測量同一物體時(shí)用不同的電阻量程有不同的讀數(shù)？
.2 為什么測量一些物體的電流時(shí)用不同的量程也會出現(xiàn)測出結(jié)果相差較大？
.3 為什么測量時(shí)儀器的讀數(shù)總是不穩(wěn)？
.4 為什么測量完畢時(shí)一定要將量程開關(guān)再撥到104檔后才能關(guān)電源？
.5 為什么在測量電阻過程中不要改變對被測物的測試電壓？
.6 為什么測量完畢要將電壓量程開關(guān)再撥到10V檔后關(guān)閉電源？
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