河北表面電阻率測量儀電極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(見GB/T 10064-2006)

河北表面電阻率測量儀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，適合于作標準電阻。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來測量溫度。半導(dǎo)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(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械應(yīng)力，在工程上獲得廣泛應(yīng)用。

金屬的電阻率較小，合金的電阻率較大，非金屬和一些金屬氧化物更大，而絕緣體的電阻率極大。鍺、硅、硒、氧化銅、硼等的電阻率比絕緣體小而比金屬大，我們把這類材料叫做半導(dǎo)體(semiconductors)。

總結(jié)：常態(tài)下（由表可知）導(dǎo)電性能好的依次是銀、銅、鋁，這三種材料是常用的，常被用來作為導(dǎo)線等。銀的價格偏貴，因此銅用的為廣，幾乎所有應(yīng)用的導(dǎo)線都是銅制作的（精密儀器、特殊場合除外）。鋁線由于化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定容易氧化已被淘汰。由于鋁密度小，取材廣泛，且價格比銅便宜，被廣泛用于電力系統(tǒng)中傳輸電力的架空輸電線路。為解決鋁材剛性不足缺陷，一般采用鋼芯鋁絞線，即鋁絞線內(nèi)部包有一根鋼線，以提高強度。銀導(dǎo)電性能好，但由于成本高很少被采用，只有在高要求場合才被使用，如精密儀器、高頻震蕩器、航天等。在某些場合儀器上觸點也有用金的，因為金的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，并不是因為其電阻率小所致。

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，國際單位制為歐姆 ? 米（Ω ?m)；

L——繞制成電阻的導(dǎo)線長度，國際單位制為米（m)；

S——繞制成電阻的導(dǎo)線橫截面積，國際單位制為平方米（m2） ；

R——電阻值，國際單位制為歐姆，簡稱歐（Ω）；

U——電壓值，國際單位制為伏特，簡稱伏（v）；

I——電流值，國際單位制為安培，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。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。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。

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。

溫度影響

溫度對不同物質(zhì)的電阻值均有不同的影晌。

導(dǎo)電體在接近室溫的溫度，良導(dǎo)體的電阻值，通常與溫度成線性關(guān)系：

ρ=ρ0(1 αt)

上式中的a稱為電阻的溫度系數(shù)。

未經(jīng)摻雜的半導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而下降：

有摻雜的半導(dǎo)體變化較為復(fù)雜。當溫度從絕對零度上升，半導(dǎo)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(dǎo)體會產(chǎn)生新的載體 （和未經(jīng)摻雜的半導(dǎo)體一樣） ，原有的載體 （因滲雜而產(chǎn)生者） 重要性下降，于是電阻會再度下降。

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

三電極接線說明

    測量電阻可用二電極，一個接高壓電極，另一個接電流電極就行了，儀器的地線用于屏蔽用，在測量高電阻時要與屏蔽箱的地相接以防干擾。測量低電阻時可以不用。國家標準GB1410《 固體絕緣材料絕緣體積電阻率和表面電阻率試驗方 法》中推薦一種三電極測量方法：

它是由三個獨立的電極組成:

1.中心為圓柱體,直徑為50mm,標準中沒有規(guī)定高度，但一般是40mm

2.圓柱體外為一圓環(huán),圓環(huán)內(nèi)徑為60mm,外徑為80mm,標準中沒有規(guī)定高度，但一般是40mm

3.底為一平板,直徑為100mm的圓板.標準中沒有規(guī)定厚度，但一般為5mm

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(guī)定，體積電阻是在電化一分鐘后測定

參數(shù)

01電阻測量范圍1?104Ω ～1?1018Ω

 02電流測量范圍2?10-4Ａ ～1?10-16Ａ

 03顯 示 方 式數(shù)字液晶顯示

 04內(nèi)置測試電壓10V、50V、100V、250、500、1000V（任意切換）

 05基本準確度1% (*注)

 06使用環(huán)境溫度：0℃～40℃，相對濕度<80%

 體積電阻率：在絕緣材料里面的直流電場強度和穩(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12 "m。實際上也使用fE " cm這一單位。

儀器測量常見問題

1為什么在測量同一物體時用不同的電阻量程有不同的讀數(shù)？

    這是因為測量電阻時為防止過電壓損壞儀器，如果出現(xiàn)過量程時儀器內(nèi)保護電路開始工作，將測試電壓降下來以保護機內(nèi)放大器。在不同的電壓下測量同一物體會有不同的結(jié)果。而且當測量電阻時若讀數(shù)小于199，既只為三位數(shù)且di一位數(shù)為1時，其準確度要下降。所以在測量電阻時當di一次讀數(shù)從1變?yōu)槟骋蛔x數(shù)時，不應(yīng)再往更高的量程扭開關(guān)以防對儀器造成過大的電流沖擊。在實際使用時，即讀數(shù)位數(shù)多的比讀數(shù)位數(shù)少的準確度高。

2為什么測量一些物體的電流時用不同的量程也會出現(xiàn)測出結(jié)果相差較大？

    這是因為一般物體輸出的電流不是恒定流，而儀器有一定內(nèi)阻，若在儀器上所選量程的內(nèi)阻過大以至于在儀器上的電壓降影響被測物體的輸出電流時會造成測量誤差。一般電流越小的量程內(nèi)阻越高，所以在測量電流時應(yīng)選用電流大的量程。在實際使用時即只要電流表有讀數(shù)時，讀數(shù)位數(shù)少的小的比讀數(shù)位數(shù)多的準確度高。

3為什么測量時儀器的讀數(shù)總是不穩(wěn)？

    一般的材料其導(dǎo)電性不是嚴格像標準電阻樣在一定的電壓下有很穩(wěn)定的電流，有很多材料特別是防靜電材料其導(dǎo)電性不符合歐姆定律，所以在測量時其讀數(shù)不穩(wěn)。

    這不是儀器的問題，而是被測量物體的性能決定的。有的標準規(guī)定以測量1分鐘時間的讀數(shù)為準。通常在測量高電阻或微電流時測量準確度因重復(fù)性不好，對測量讀數(shù)只要求2位或3位。另外在測量大電阻時如果屏蔽不好也會因外界的電磁信號對儀器測量結(jié)果造成讀數(shù)不穩(wěn)。

4為什么測量完畢時一定要將量程開關(guān)再撥到104檔后才能關(guān)電源？

    這是因為在測量時被測物體及儀器輸入端都有一定的電容，這個電容在測量時已被充電到測量電時的電壓值，如果儀器不撥到104擋后關(guān)電源這個充電后的電容器會對儀器內(nèi)的放大器放電而造成儀器損壞。當被測量物體電容越大，測試電壓越高時，電容器所儲藏的電能越大，更容易損壞儀器，特別是在電阻的高量程或電流的低量程時因儀器非常靈敏，儀器過載而損壞的可能性更大。所以一定要將量程開關(guān)再撥到104擋后才能關(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？

    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(chǎn)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(chǎn)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(guān)撥到104檔后關(guān)閉電源，再從儀器后面板調(diào)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。

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？

這是因為機內(nèi)的電容器充有很高的電壓（zui高電壓達1200V以上），這些電容器的所帶的電能保持較長的時間，如果將電壓量程開關(guān)再撥到10V檔后關(guān)閉電源，則會將機內(nèi)的高壓電容器很快放電，不會在測量的高壓端留有很危險的電壓造成電擊。如果僅撥電源線而不是將電壓調(diào)至10V檔，雖然斷了電源，但機內(nèi)高壓電容器還有會因長時間保持很高的電壓，將會對人員或其它物體造成電擊或損壞。在儀器有問題時也不要隨便打開機箱因機內(nèi)高壓造成電擊，要將儀器找專業(yè)技術(shù)人員或寄回廠家修理。

工作原理 

    根據(jù)歐姆定律，被測電阻R等于施加電壓V除以通過的電流I。即   

V

R= ---

I

    傳統(tǒng)的儀器的工作原理是測量電壓V固定，通過測量流過被測物體的電流I以標定電阻的刻度來讀出電阻值。從上式可以看出，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，所以普通的高阻計的精度是很難提高的。

   BEST-121體積、表面電阻率測定儀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。

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(guān)儀器的特性而出現(xiàn)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。

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，標準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。

符合標準：

         GB/T 1410-2006《 塑料薄膜電阻率測定儀固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗方法》

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

         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方法》