固體絕緣材料體積電阻率測試儀  工作原理

根據歐姆定律，被測電阻Rx等于施加電壓V除以通過的電流I。數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。

固體絕緣材料體積電阻率測試儀  電極electrodes

電極是具有一定形狀、尺寸和結構的與被測試樣相接觸的導體。

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/T10064一一2006）

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。

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。

典型應用

1.硫化橡膠體積、表面電阻率測定

2.測量防靜電鞋、導電鞋的電阻值

3.測量防靜電材料的電阻及電阻率

4.測量計算機房用活動地板的系統電阻值

5.測量絕緣材料電阻(率)

6.光電二極管暗電流測量

7.物理,光學和材料研究

8.高分子材料表面體積電阻率測定

測量方法和度

6.1方法

測量高電阻常用的方法是直接法或比較法。

直接法是測量加在試樣上的直流電壓和流過它的電流（伏安法）而求得未知電阻。

比較法是確定電橋線路中試樣未知電阻與電阻器已知電阻之間的比值，或是在固定電壓下比較通過這兩種電阻的電流。

附錄A給出了描述這些原理的例子。

伏安法需要一適當精度的伏特表，但該方法的靈敏度和度主要取決于電流測量裝置的性能，該裝置可以是一個檢流計或電子放大器或靜電計。

電橋法只需要一靈敏的電流檢測器作為零點指示器，測量度主要取決于已知的橋臂電阻器，這些橋臂電阻應在寬的電阻值范圍內具有高的精密度和穩定性。

電流比較法的度取決于已知電阻器的度和電流測量裝置，包括與它相連的測量電阻器的穩定度和線性度。只要電壓是恒定的，電流的確切數值并不重要。

對于不大于1011Ω的電阻，可以按照11.1用檢流計采用伏特計一安培計法來測定其體積電阻率。 對于較高的電阻，則推薦使用直流放大器或靜電計。

在電橋法中，不可能直接測量短路試樣中的電流（見11.1）。

利用電流測量裝置的方法可以自動記錄電流，以簡化穩態測試過程（見11.1）。

現己有測量高電阻的一些專門的線路和儀器。只要它們有足夠的度和穩定度，且在需要時能使試樣短路并在電化前測量電流者，均可使用。

6.2度

對于低于1010Ω的電阻，測量裝置測量未知電阻的總度應至少為?10%。而對于更高的電 阻，總度應至少為士20%。詳見附錄A。

6.3保護

組成測量線路的絕緣材料，好應具有與被試材料差不多的性能。試樣的測量誤差可以由下列原因產生：

a)外來寄生電壓引起的雜散電流，通常不知道它的大小，并具有漂移的特點；

b)具有未知而易變的電阻值的絕緣與試樣電阻、標準電阻器或電流測量裝置的不正常的分路。 使線路所有部分在使用狀態下有盡可能高的絕緣電阻來近似地修正這些影響因素。這種做法可能導致測試設備很笨重，而又不足以測量高于幾百兆歐的絕緣電阻。較為滿意的修正方法是使用保護技術來實現。

保護就是在所有關鍵的絕緣部位插入保護導體，保護導體截住所有可能引起誤差的雜散電流。這些保護導體聯接在一起，組成保護系統并與測量端形成蘭端網絡。當線路聯接恰當時，所有外來寄生電壓產生的雜散電流被保護系統分流到測量電路以外，任一測量瑞到保護系統的絕緣電阻與一電阻低得多的線路元件并聯，試樣電阻僅限于兩測量端之間。采用這個技術可大大地減小誤差概率。圖1為使 用保護電極測量體積電阻和表面電阻的基本線路。

圖5和圖7給出了電流測量法中保護系統的使用方法，圖中指出保護系統接到電源和電流測量裝 置的連接點。圖6表示惠斯登電橋法，其保護系統接到兩個較低電阻值的橋臂的連接點上。在所有情況下，保護系統必須完善，包括對測試人員在測量時操作的任何控制儀器的保護。

在保護端和被保護端之間所存在的電解電動勢、接觸電動勢或熱電動勢較小時，均能被補償掉，使這樣的電動勢在測量中不會引人顯著的誤差。

在電流測量法中，由于電流測量裝置與被保護端和保護系統之間的電阻并聯可能產生誤差，因此，這個電阻宜至少為電流測量裝置電阻的10倍，好為100倍。在有些電橋法中，保護端和測量端具有 大致相同的電位，不過電橋中的→個標準電阻器與不保護端和保護系統之間的電阻是并聯的。這個電 阻應至少為標準電阻的10倍，好為100倍。

為確保設備的操作令人滿意，應先斷開電源和試樣的連線進行一次測量。此時，設備應在它的靈敏度許可范圍內指示出元窮大的電阻。如果有一些己知電阻值的標準電阻，則可用來檢查設備運行是否良好。

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。

應用范圍：

a    材料高阻測試測量如防靜電產品（防靜電鞋、防靜電塑料橡膠制品、計 算機房防靜電活動地板等）電阻值的檢測；

b    材料體積電阻(率)和表面電阻(率)測量；

c    電化學和材料測試,以及物理,光學和材料研究;

d    微弱電流測量如光電效應和器件暗電流測量。

體積表面電阻率測試儀是一種用于測量材料絕緣性能的精密儀器，廣泛應用于多個行業，主要涉及對材料電絕緣性能有嚴格要求的領域。北京北廣精儀儀器設備有限公司聲場的體積表面電阻率測試儀主要用于以下主要適用行業及具體應用場景：

1. 電子與半導體行業

  應用：測試PCB基板、絕緣薄膜、封裝材料、半導體晶圓等的電阻率，確保其絕緣性能滿足電子元件防短路、防漏電的要求。

  案例：評估手機電路板在高濕度環境下的絕緣可靠性。

2. 電力與能源行業

應用：檢測電纜絕緣層、變壓器油、復合絕緣子等材料的電阻率，保障高壓設備的安全運行。

案例：高壓電纜出廠前的絕緣性能驗證。

3. 航空航天與汽車制造

   應用：評估飛機復合材料、汽車線束、電池隔膜等材料的電絕緣性，防止靜電積聚或電磁干擾。

   案例：新能源汽車電池組絕緣材料的質量控制。

4. 科研與新材料開發

   應用：研究石墨烯、納米涂層等新型材料的導電/絕緣特性，優化材料配方。

   案例：柔性顯示技術中透明導電薄膜的研發測試。

5. 醫療設備與生物材料

   應用：檢測醫用塑料、導管、植入材料的絕緣性能，確?；颊甙踩?。

   案例：心臟起搏器絕緣外殼的生物兼容性測試。

6. 塑料與橡膠工業

   應用：質量控制環節中測量工程塑料、硅橡膠等材料的電阻率，用于防靜電包裝或絕緣部件生產。

   案例：防靜電托盤用于芯片運輸前的電阻率達標測試。

6. 軍事與國防

   應用：評估隱身涂層、雷達吸波材料等的電學性能。

7  案例：軍用無人機復合材料的電磁屏蔽效能測試。

8. 建材與家居行業

   應用：檢測地板、墻板的防靜電性能（如數據中心地板）或絕緣性能（如電工套管）。

   案例：潔凈室防靜電地板的驗收測試。

9.能源存儲（電池與電容器）

   應用：測量隔膜、電解質的電阻率，優化鋰電池或超級電容器的性能。

   案例：鋰電隔膜孔隙率對離子傳導性的影響研究。

10. 質量控制與認證機構

   應用：作為第三方檢測工具，依據ISO/ASTM標準對材料進行認證（如UL認證、RoHS合規性）。

   案例：出口電子產品的絕緣安全認證測試。

 關鍵測試參數

體積電阻率（Ω?cm）：反映材料內部的絕緣性能。

表面電阻率（Ω/sq）：評估材料表面的導電/防靜電特性。

行業標準參考

測試常遵循國際標準如IEC 60093、ASTM D257、GB/T 1410等，確保數據可比性。

總之，該儀器是材料電學性能評估的核心設備，覆蓋從基礎研究到工業生產的全鏈條需求，尤其在需要高可靠性絕緣或可控導電性的場景中不可或缺。