三電極法表面電阻率測試儀  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。BEST121型數(shù)字高阻計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(nèi)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(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(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，而實際誤差可以做到千分之幾或萬分之幾。

三電極法表面電阻率測試儀   典型應(yīng)用

1．測量防靜電鞋、導(dǎo)電鞋的電阻值

2、測量防靜電材料的電阻及電阻率

3、測量計算機房用活動地板的系統(tǒng)電阻值

4、測量絕緣材料電阻(率)

5、光電二極管暗電流測量

6、物理,光學(xué)和材料研究

　　什么是體積電阻率？

　　體積電阻率，是材料每單位體積對電流的阻抗，用來表征材料的電性質(zhì)。通常體積電阻率越高，材料用做電絕緣部件的效能就越高。通常所說的電阻率即為體積電阻率。

　　，式中，h是試樣的厚度（即兩極之間的距離）；S是電極的面積，ρv的單位是Ω?m（歐姆?米）。

　　材料的導(dǎo)電性是由于物質(zhì)內(nèi)部存在傳遞電流的自由電荷，這些自由電荷通常稱為載流子，他們可以是電子、空穴、也可以是正負(fù)離子。在弱電場作用下，材料的載流子發(fā)生遷移引起導(dǎo)電。材料的導(dǎo)電性能通常用與尺寸無關(guān)的電阻率或電導(dǎo)率表示，體積電阻率是材料導(dǎo)電性的一種表示方式。

　　簡言之，在絕緣材料里面的直流電場強度與穩(wěn)態(tài)電流密度之商,即單位體積內(nèi)的體積電阻.

附件：

1.一年固保書及中文操作說明書各一份

2.電源線一條

3.測量線三根（屏蔽線、測試接線、接地線）

4.屏壁箱一個

5. 固體電極一套

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(jìn)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。

使用注意事項

高阻測量一定要嚴(yán)格按使用方法步聚進(jìn)行，否則有可能造成儀器永久損壞或電人。

1應(yīng)在“Rx”兩端開路時調(diào)零（主機開機）

  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，但改變測量電壓后可能要重新調(diào)零。

2禁止將“Rx”兩端短路，以免微電流放大器受大電流沖擊

3在測試過程中不要隨意改動測量電壓，

  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，而且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。

4測量時從低次檔逐漸拔往高次檔

  每撥一次稍停留1～2秒以便觀察顯示數(shù)字，當(dāng)有顯示值時應(yīng)停下，記錄當(dāng)前的數(shù)字即是被測電阻值。若顯示“1”時，表示欠量程應(yīng)往高次檔拔。直到有顯示數(shù)字時為止。當(dāng)有顯示數(shù)字時不能再往高次檔撥，否則有可能損壞儀器(機內(nèi)有過電流保護(hù)電路)。除104Ω檔之外，當(dāng)顯示低于1.99，表示過量程應(yīng)換低檔!

5大部分絕緣材料，特別是防靜電材料的電阻值在加電壓后會有一定變化而引起數(shù)字變化

  由于本儀器的分辯率很高，因而會引起顯示值的末尾幾位數(shù)也變化，這不是儀器本身的問題，而是被測量對象的導(dǎo)電機理復(fù)雜而使得阻值有些變化。在這種情況下往往取2位有效數(shù)就夠了。

6接通電源后，手指不能觸及高壓線的金屬部分

    本儀表有二連根線:高壓線(紅)和微電流測試線。在使用時要注意高壓線，開機后人不能觸及高壓線，以免電人或麻手。

7測試過程中不能觸摸微電流測試端

  微電流測試端怕受到大電流或人體感應(yīng)電壓及靜電的沖擊。所以在開機后和測試過程中不能與微電流測試端接觸，以免損壞儀表。

8在測量高阻時，應(yīng)采用屏蔽盒將被測物體屏蔽.

  在測量大于1010Ω以上時，為防止外界干擾面而引起讀數(shù)不穩(wěn)。

9每次測量完時應(yīng)將量程開關(guān)撥回“104”檔再進(jìn)行下次測試

  在測量時應(yīng)逐漸將量程開關(guān)撥到高阻檔，測量完時應(yīng)將電流電阻量程、電壓量程開關(guān)撥回低檔。以確保下次開機時量程開關(guān)處在低阻量程檔。

電導(dǎo)率和電阻率之間聯(lián)系和關(guān)系？

電阻率：是用來表示各種物質(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：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。

電導(dǎo)率是物體傳導(dǎo)電流的能力。電導(dǎo)率測量儀的測量原理是將兩塊平行的極板，放到被測溶液中，在極板的兩端加上一定的電勢（通常為正弦波電壓），然后測量極板間流過的電流。根據(jù)歐姆定律，電導(dǎo)率(G)--電阻(R)的倒數(shù)，是由電壓和電流決定的。

電導(dǎo)率的基本單位是西門子（S），原來被稱為姆歐，取電阻單位歐姆倒數(shù)之意。因為電導(dǎo)池的幾何形狀影響電導(dǎo)率值，標(biāo)準(zhǔn)的測量中用單位電導(dǎo)率S/cm來表示，以補償各種電極尺寸造成的差別。單位電導(dǎo)率（C）簡單的說是所測電導(dǎo)率（G）與電導(dǎo)池常數(shù)(L/A)的乘積.這里的L為兩塊極板之間的液柱長度，A為極板的面積。

=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。

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(hù)電路開始工作，儀器測量準(zhǔn)確度會下降。

技術(shù)參數(shù)：

1、電阻測量范圍1?104Ω ～1?1018Ω

2、電流測量范圍2?10-4A～1?10-16A

3、顯 示 方 式 數(shù)字液晶顯示

4、內(nèi)置測試電壓10V、50V、100V、250V、500V、1000V

5、基本準(zhǔn)確度1%

6、使用環(huán)境 溫度：0℃～40℃，相對濕度<80%

7、供電形式AC 220V，50HZ，功耗約5W

8、儀器尺寸285ｍｍ?245ｍｍ?120 mm

9、質(zhì)量約5KG

10、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

11、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在不同測試電壓下或不同量程時要乘以系數(shù)等使用不便的麻煩

主要特點

電阻測量范圍寬 1?104Ω～1?1018Ω

電流測量范圍為2?10-4Ａ～1?10-16Ａ

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

所有測試電壓(100/250/500/1000V)測試時電阻結(jié)果直讀，免去老式高阻計在不同測試電壓下或不同量程時要乘以系數(shù)等使用不便的麻煩，使測量超高電阻就如用萬用表測量普通電阻樣簡便。既能測超高電阻又能測微電流

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(xué)和耐熱性能一致。因為絕緣電阻或電導(dǎo)組合了體積和表面電阻或電導(dǎo)，當(dāng)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(dǎo)隨著濕度發(fā)生快速變化，然而體積電阻或電導(dǎo)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(dǎo)可用于間接預(yù)測某些材料的低頻率電介質(zhì)擊穿和損耗因數(shù)性能。電阻或電導(dǎo)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(jīng)驗研究確立的相關(guān)度。表面電阻的降低可導(dǎo)致因為電場強度降低而發(fā)生電介質(zhì)擊穿電壓的增加，或者由于應(yīng)力面積的增加而發(fā)生電介質(zhì)擊穿電壓的降低。

3所有的電介質(zhì)電阻或電導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)可通過在特定應(yīng)用場合設(shè)計某個絕緣體使用的電阻和尺寸數(shù)據(jù)計算得出。研究已經(jīng)表明電阻或電導(dǎo)隨著溫度和濕度的變化而變化（1,2,3,4）4，同時在設(shè)計工作條件時，必須已知這種變化。體積電阻或電導(dǎo)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(zhì)量的導(dǎo)電雜質(zhì)，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(shù)值計算得出體積電阻，如果結(jié)果確實可疑，則應(yīng)考慮通常使用的測量設(shè)備的局限性。

6表面電阻或電導(dǎo)不能精確測量，只能近似測量，因為體積電阻或電導(dǎo)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(dāng)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(dǎo)可視為與材料性能相關(guān)。

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必須按這一標(biāo)準(zhǔn)檢驗，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，合格后才能穿用。    

制造廠測量新鞋的電阻值時，應(yīng)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(jìn)行測量。使用單位在定期檢測時應(yīng)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(shù)字表面、體積電阻率測定儀是內(nèi)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(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105Ω～1010Ω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.測量計算機房用活動地板的系統(tǒng)電阻值

    按照國家標(biāo)準(zhǔn)ＧＢ6650-86《計算機房用活動地板技術(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。測量時可采用三電極。具體方法可參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB1410。

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。

使用者的維護(hù)：為了防止意外發(fā)生，請不要接觸機內(nèi)部件。本機器內(nèi)部所有的零件，絕對不需使用者的維護(hù)。如果機器有異常情況發(fā)生，請直接與北廣精儀公司廠家聯(lián)系或其指定的經(jīng)銷商給予維護(hù)。

使用者的修改：使用者不得自行更改機器的線路或零件，如被更改機器后保修則自動失效并且本公司不負(fù)任何事故責(zé)任。在保修內(nèi)使用未經(jīng)我公司認(rèn)可的零件或附件造成故障也不予保證。如發(fā)現(xiàn)送回檢修的機器被更改，將機器的電路和零件修復(fù)回原來設(shè)計的狀態(tài)，并收取修護(hù)費用。

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(fā)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(dāng)導(dǎo)體材料溫度升高時材料的電阻率會增大（有些材料則表現(xiàn)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(shè)計光控電路以及光的測量和光電轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。