直流體積表面電阻率測試儀   什么是電阻率？

　　電阻跟導(dǎo)體的材料、橫截面積、長度有關(guān)。

　　導(dǎo)體的電阻與兩端的電壓以及通過導(dǎo)體的電流無關(guān)。

　　導(dǎo)體電阻跟它長度成正比，跟它的橫截面積成反比．

直流體積表面電阻率測試儀   采用四探針雙電組合測量方法測試方阻和電阻率系統(tǒng)與高溫箱結(jié)合配置高溫四探針測試探針治具與PC軟件對數(shù)據(jù)的處理和測量控制，解決半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率對溫度變化測量要求，軟件實(shí)時繪制出溫度與電阻，電阻率，電導(dǎo)率數(shù)據(jù)的變化曲線圖譜，及過程數(shù)據(jù)值的報(bào)表分析.

典型應(yīng)用

1.硫化橡膠體積、表面電阻率測定

2.測量防靜電鞋、導(dǎo)電鞋的電阻值

3.測量防靜電材料的電阻及電阻率

4.測量計(jì)算機(jī)房用活動地板的系統(tǒng)電阻值

5.測量絕緣材料電阻(率)

6.光電二極管暗電流測量

7.物理,光學(xué)和材料研究

8.高分子材料表面體積電阻率測定

主要參數(shù)

? 顯示采用4.3寸高分辨率TFT屏顯示，操作簡單

? 機(jī)身小巧，功能強(qiáng)大測試性能卓越

? 回讀電壓精度0.5%?1V

? 絕緣電阻最大精度1%快速測試

? 最小測試周期僅需200ms恒壓測試

? 采用恒壓測試法快速測量絕緣電阻豐富的接口配置

?HANDLER口

?RS-232接口

? 以太網(wǎng)接口

?U盤接口

?可連接上位機(jī)軟件操作

供電

?110v~240 V雙模式供電

? 電源頻率47Hz~63Hz

? 最大功耗50W

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(yàn)方法》

ASTM D257-99  《絕緣材料的直流電阻或電導(dǎo)試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)方法》

報(bào)告

報(bào)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(hù)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(yàn)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(bào)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(bào)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(bào)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(bào)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(bào)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(bào)告其中值作為表面電阻率。

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，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(jì)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(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。

條件處理

試樣的處理?xiàng)l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(jìn)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(jī)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(yàn)并用這個電流值來計(jì)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(yàn)收試驗(yàn)，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(jì)算體積電阻率。

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。

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(diào)零，（注意此時主機(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)。

3. ◇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）。

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(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)

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(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。測量儀器有顯示值時應(yīng)停下，在1min的電化時間后測量電阻，當(dāng)前的數(shù)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(guān)閉電源。然后進(jìn)行下一次測試。

8. ◇應(yīng)在“Rx”兩端開路時調(diào)零，一般一次調(diào)零后在測試過程中不需再調(diào)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(yīng)采用屏蔽盒將被測物體屏蔽。

15. ◇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)。

16. ◇嚴(yán)禁電流電阻量程未在104檔及電壓在10V檔，更換試樣。

電極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

影響電阻率的外界因素

電阻率不僅與材料種類有關(guān)，而且還與溫度、壓力和磁場等外界因素有關(guān)。金屬材料在溫度不高時，ρ與溫度t(℃)的關(guān)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(shù)，與材料有關(guān)。錳銅的α約為1?10-1/℃(其數(shù)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(biāo)準(zhǔn)電阻。已知材料的ρ值隨溫度而變化的規(guī)律后，可制成電阻式溫度計(jì)來測量溫度。半導(dǎo)體材料的α一般是負(fù)值且有較大的量值。制成的電阻式溫度計(jì)具有較高的靈敏度。有些金屬(如Nb和Pb)或它們的化合物，當(dāng)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(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象，超導(dǎo)材料有廣泛的應(yīng)用前景。利用材料的ρ隨磁場或所受應(yīng)力而改變的性質(zhì)，可制成磁敏電阻或電阻應(yīng)變片，分別被用來測量磁場或物體所受到的機(jī)械應(yīng)力，在工程上獲得廣泛應(yīng)用。

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(hù)電極，電極3作為保護(hù)電極，電極2作為不 保護(hù)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(jì)。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(shí)可行的 小間隙。被保護(hù)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(jì)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(jìn)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。

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(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，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(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。

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,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。

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(jī)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(jī)械、化學(xué)和耐熱性能一致。因?yàn)榻^緣電阻或電導(dǎo)組合了體積和表面電阻或電導(dǎo)，當(dāng)實(shí)際使用時，要求試驗(yàn)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(jī)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(yàn)研究確立的相關(guān)度。表面電阻的降低可導(dǎo)致因?yàn)殡妶鰪?qiáng)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(bào)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(jì)某個絕緣體使用的電阻和尺寸數(shù)據(jù)計(jì)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(jì)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(shí)驗(yàn)室條件測試獲得的數(shù)值計(jì)算得出體積電阻，如果結(jié)果確實(shí)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?yàn)轶w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)。