體積、表面電阻率測定儀   工作原理 

        根據歐姆定律，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。

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，通過內部的大規模集成電路完成電壓除以電流的計算，然后把所得到的結果經過A/D轉換后以數字顯示出電阻值，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、電源電壓等發生變化對其結果影響不大，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。

體積、表面電阻率測定儀  使用說明

（一）應滿足下例要求：

1、測試電壓范圍應包括：100V~500V

2、測量范圍應包括：1?106Ω~1?1017Ω

3、阻值大于1012Ω時，測量誤差應小于?20%，阻值不大于1012Ω時，測量誤差應小于?10%。

4、輸入接線的絕緣電阻應大于儀器輸入電阻的100倍。

5、測試時試樣及測量導線應有良好。

6、儀器應定期進行校驗。

（二）準備工作：

1、取被測液體（如：增塑劑）試樣50ml。

2、試樣應在溫度23?2℃，相對濕度65?5%的條件下處理2小時以上。

（三）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境中進行。

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，使液面剛好和環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、儀器預熱30分鐘，穩定后調整儀器（調零），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，以二次的算術平均值作為試驗樣品電阻指示值。

（四）計算方法：

按式（1）計算體積電阻系數（pv）,計算結果取二位有效數字。

（五）注意事項：

1、測定電極必須放置在高絕緣的墊板上。

2、測定電極在測試前后，均應做好清洗工作，特別是三只電極的支撐件不得受到試樣的污染

技術參數：

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 數字液晶顯示

4、內置測試電壓10V、50V、100V、250V、500V、1000V

5、基本準確度1%

6、使用環境 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、質量約5KG

典型應用

1測量防靜電鞋、導電鞋的電阻值

按照國家標準GB4386-84《防靜電膠底鞋（靴）、導電膠底鞋（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，導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準檢驗，合格后才能出廠，在工廠使用過程中也必須按這一標準進行定期檢驗，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、濕度環境中放置2小時以后才能進行測量。使用單位在定期檢測時應將鞋洗干凈，其溫濕度的要求及放置時間同上。測量環境要求為：溫度：10℃ ～40℃相對濕度為40%～70%。 由于HEST121型數字表面、體積電阻率測定儀是內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，測試完畢將開關撥回104檔。

    根據上述測試的結果，根據標準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，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的標準或有關資料。

3.測量計算機房用活動地板的系統電阻值

    按照國家標準ＧＢ6650-86《計算機房用活動地板技術條件》。采用該標準的電極（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，測量時應采取屏蔽措施，以免讀數不穩甚至無法測量。測量時可采用三電極。具體方法可參照國家標準GB1410。

5.測量電流及1014Ω以上超高電阻的測量    

    當測量超過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。

標準配置：

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

使用方法

6.1接好電源線

確保電源為220VAC/50Hz

6.2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。

6.3調零

在“Rx”兩端開路的情況下,調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調零后測量會產生很大的誤差。一般一次調零后在測試過程中不需再調零。 完畢后關機。

6.4連接線路

    接好測試線，將測試線將主機與屏蔽箱連接好，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。然后開機。

6.5選擇合適的測量電壓

★電壓選擇開關在后面板，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;

6.6測試

測量時從低檔位逐漸拔往高檔，每撥一次稍停留1～2秒以使觀察顯示數字， 當被測電阻大于儀器測量量程時，電阻表顯示“1”，此時應繼續將儀器撥到量程更高的位置，當測量儀器有顯示值時應停下，當前的數字乘以檔次即是被測電阻值。當有顯示數字時不要再往更高次檔撥，否測儀器會過量程，機內保護電路開始工作，儀器測量準確度會下降。

6.7測試完畢將電阻電流量程拔至“104”檔，電壓量程調至10V后關閉電源

★每測量一次均應將量程開關撥回到104“調零”檔的量程位置以免開機或測量端短路時而損壞儀器。

6.8測量電流及1015Ω以上超高電阻的測量應用測量電流后用歐姆定律以電壓除以電流計算電阻的方法，詳見8.5節內容。

6.9體積電阻和表面電阻轉換

★在測試過程中，使用屏蔽箱在進行體積電阻和表面電阻轉換時，必須把電源關閉后進行檔位轉換，否則會導致電壓沖擊到主機無法顯示或損壞。

電阻率的計算公式為：

   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為導線的長度——常用單位m

電阻定律

導體的電阻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：繞制成電阻的導線長度，S：繞制成電阻的導線橫截面積，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——繞制成電阻的導線長度，國際單位制為米（m)；

S——繞制成電阻的導線橫截面積，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平方毫米的導線的電阻，叫做這種材料的電阻率。是描述材料性質的物理量。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。與導體長度L，橫截面積S無關，只與物體的材料和溫度有關，有些材料的電阻率隨著溫度的升高而增大，有些反之。

測試電壓（V）

DC—10V

DC—50V

DC—100V

DC—500V

DC—1000V

溫度影響

溫度對不同物質的電阻值均有不同的影晌。

導電體在接近室溫的溫度，良導體的電阻值，通常與溫度成線性關系：

ρ=ρ0(1 αt)

上式中的a稱為電阻的溫度系數。

未經摻雜的半導體的電阻隨溫度升高而下降：

有摻雜的半導體變化較為復雜。當溫度從絕對零度上升，半導體的電阻先是減少，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，半導體會產生新的載體 （和未經摻雜的半導體一樣） ，原有的載體 （因滲雜而產生者） 重要性下降，于是電阻會再度下降。

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

符合標準及適用范圍：

完全符合國家標準GB1410－2006固體電工絕緣材料絕緣電阻、體積電阻系數和表面電阻試驗方法，ASTM D257絕緣材料的直流電阻或電導試驗方法　等標準要求。

本儀器配不同的測量電極（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率。適用于橡膠、塑料、薄膜、及粉體、液體、及固體和膏體形狀的各種絕緣材料體積和表面電阻值的測定。本儀器除能測電阻外，還能直接測量微弱電流。

表面電阻率surface resistivity

在絕緣材料的表面層里的直流電場強度與線電流密度之商，即單位面積內的表面電阻。面積的大小是不重要的。

注：表面電阻率的SI單位是0。 實際上有時也用 “歐每平方單位”來表示。

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態電流之商，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:除非另有規定，體積電阻是在電化一分鐘后測定

 體積電阻率：在絕緣材料里面的直流電場強度和穩態電流密度之商，即單位體積內的體積電阻。

 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。