固體材料直流電阻率測(cè)試儀  使用條件

①環(huán)境溫度：0～40℃

②相對(duì)溫度：≤70%

③供電電流：交流220V?10%50Hz

固體材料直流電阻率測(cè)試儀  標(biāo)準(zhǔn)配置：

1、測(cè)試儀器          1臺(tái)

2、.電源線(xiàn)            1條

3、測(cè)試電極          1套

4、使用說(shuō)明書(shū)        1份

5、測(cè)試主機(jī)          1臺(tái)

6、出廠(chǎng)測(cè)試報(bào)告      1份

7、上位機(jī)連接線(xiàn)      1條

8、屏蔽箱            1個(gè)

9、測(cè)試夾            1套

10、232數(shù)據(jù)串口組件1套

測(cè)試電壓（V）

DC—10V

DC—50V

DC—100V

DC—500V

DC—1000V

注意事項(xiàng)

儀器使用前請(qǐng)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(shí)主機(jī)不得與屏蔽箱線(xiàn)路連接）在“Rx”兩端開(kāi)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(cè)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(wú)短路）。

4.測(cè)體積電阻時(shí)測(cè)試按鈕撥到Rv邊，測(cè)表面電阻時(shí)測(cè)試按鈕撥到Rs邊，

5.接好測(cè)試線(xiàn)，將測(cè)試線(xiàn)將主機(jī)與屏蔽箱連接好。量程置于104檔，打開(kāi)主機(jī)后面板電源開(kāi)關(guān)按鈕。從儀器后面板調(diào)電壓按鈕到所要求的測(cè)量電壓。(比如：GBT 1692-2008硫化橡膠 絕緣電阻率的測(cè)定 標(biāo)準(zhǔn)中注明要求在500V電壓進(jìn)行測(cè)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(cè)電阻大于儀器測(cè)量量程時(shí)，電阻表顯示“1”，此時(shí)應(yīng)繼續(xù)將儀器撥到量程更高的位置。測(cè)量?jī)x器有顯示值時(shí)應(yīng)停下，在1min的電化時(shí)間后測(cè)量電阻，當(dāng)前的數(shù)字乘以檔次即是被測(cè)電阻。

7.測(cè)試完畢先將量程撥至（104）檔，然后將測(cè)量電壓撥至10V檔， 后將測(cè)試按鈕撥到中央位置后關(guān)閉電源。然后進(jìn)行下一次測(cè)試。

8.應(yīng)在“Rx”兩端開(kāi)路時(shí)調(diào)零，一般一次調(diào)零后在測(cè)試過(guò)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(cè)試過(guò)程中不要隨意改動(dòng)測(cè)量電壓。

11.測(cè)量時(shí)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(xiàn)的金屬部分。

13.不得測(cè)試過(guò)程中不能觸摸微電流測(cè)試端。

14.在測(cè)量高阻時(shí)，應(yīng)采用屏蔽盒將被測(cè)物體屏蔽。

15.嚴(yán)禁在試測(cè)過(guò)程隨意改變電壓量程及在通電過(guò)程中打開(kāi)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。

表面電阻率surface resistivity

 在絕緣材料的表面層里的直流電場(chǎng)強(qiáng)度與線(xiàn)電流密度之商，即單位面積內(nèi)的表面電阻。面積的大

小是不重要的。

 注:表 面 電 阻 率 的S1單 位 是Q。實(shí) 際 上 有 時(shí) 也 用“歐 每 平 方 單 位”來(lái) 表 示 。

標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 1410-2006《 塑料薄膜電阻率測(cè)定儀固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗(yàn)方法》

 GB/T 1410-2006本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率的試驗(yàn)方法。這些試驗(yàn)方法包括對(duì)固體絕緣材料體積電阻和表面電阻的測(cè)定程序及體積電阻率和表面電阻率的計(jì)算方法

 體積電阻和表面電阻的試驗(yàn)都受到下列因素影響:施加電壓的大小和時(shí)間;電極的性質(zhì)和尺寸;在

試樣處理和測(cè)試過(guò)程中周?chē)髿鈼l件和試樣的溫度、濕度。

體積電阻volume resistance

 在試樣兩相對(duì)表面上放置的兩電極間所加直流電壓與流過(guò)這兩個(gè)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(jì)

 注:除非另有規(guī)定，體積電阻是在電化一分鐘后測(cè)定

 體積電阻率：在絕緣材料里面的直流電場(chǎng)強(qiáng)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(shí)際上也使用fE " cm這一單位。

電極electrodes

電極是具有一定形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)的與被測(cè)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(guò)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(jiàn)GB/T 10064-2006)

北廣電性能產(chǎn)品：

體積表面積電阻率測(cè)試儀、電壓擊穿試驗(yàn)儀、介電強(qiáng)度試驗(yàn)儀，耐電壓擊穿試驗(yàn)儀，介電常數(shù)與介質(zhì)損耗測(cè)試儀。

影響電阻率的外界因素

電阻率不僅與材料種類(lèi)有關(guān)，而且還與溫度、壓力和磁場(chǎng)等外界因素有關(guān)。金屬材料在溫度不高時(shí)，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(shí)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(lái)測(cè)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(duì)溫度)時(shí)，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(chǎng)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(lái)測(cè)量磁場(chǎng)或物體所受到的機(jī)械應(yīng)力，在工程上獲得廣泛應(yīng)用。

應(yīng)用

電阻率較低的物質(zhì)被稱(chēng)為導(dǎo)體，常見(jiàn)導(dǎo)體主要為金屬，而自然界中導(dǎo)電性佳的是銀，其次為半導(dǎo)體，硅鍺。當(dāng)存在外電場(chǎng)時(shí)，金屬的自由電子在運(yùn)動(dòng)中不斷和晶格節(jié)點(diǎn)上做熱振子的正離子相碰撞，使電子運(yùn)動(dòng)受到阻礙，因而就具有了一定的電阻。其他不易導(dǎo)電的物質(zhì)如玻璃、橡膠等，電阻率較高，一般稱(chēng)為絕緣體。介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)(如硅)則稱(chēng)半導(dǎo)體。電阻率的科學(xué)符號(hào)為ρ(Rho)。 已知物體的電阻，可由電阻率ρ、長(zhǎng)度l與截面面積A計(jì)算：ρ=RA/I，在該式中， 電阻R單位為歐姆，長(zhǎng)度l單位為米，截面面積A單位為平方米，電阻率ρ單位為歐姆?米

說(shuō)明

1．電阻率ρ不僅和導(dǎo)體的材料有關(guān)，還和導(dǎo)體的溫度有關(guān)。在溫度變化不大的范圍內(nèi)：幾乎所有金屬的電阻率隨溫度作線(xiàn)性變化，即ρ=ρo(1 at)。式中t是攝氏溫度，ρo是O℃時(shí)的電阻率，a是電阻率溫度系數(shù)。

2．由于電阻率隨溫度改變而改變，所以對(duì)于某些電器的電阻，必須說(shuō)明它們所處的物理狀態(tài)。如一個(gè)220 V -100 W電燈燈絲的電阻，通電時(shí)是484歐姆，未通電時(shí)只有40歐姆左右。

3．電阻率和電阻是兩個(gè)不同的概念。電阻率是反映物質(zhì)對(duì)電流阻礙作用的屬性，電阻是反映物體對(duì)電流阻礙作用的能力大小。

4.超導(dǎo)體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失，被稱(chēng)作零電阻效應(yīng)。導(dǎo)體沒(méi)有了電阻。

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(lèi)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(lái)作為導(dǎo)線(xiàn)等。銀的價(jià)格偏貴，因此銅用的為廣，幾乎所有應(yīng)用的導(dǎo)線(xiàn)都是銅制作的（精密儀器、特殊場(chǎng)合除外）。鋁線(xiàn)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(jià)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(xiàn)路。為解決鋁材剛性不足缺陷，一般采用鋼芯鋁絞線(xiàn)，即鋁絞線(xiàn)內(nèi)部包有一根鋼線(xiàn)，以提高強(qiáng)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(chǎng)合才被使用，如精密儀器、高頻震蕩器、航天等。在某些場(chǎng)合儀器上觸點(diǎn)也有用金的，因?yàn)榻鸬幕瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，并不是因?yàn)槠潆娮杪市∷隆?/p>

電源

要求有很穩(wěn)定的直流電壓源。這可用蓄電油或一個(gè)整流穩(wěn)壓的電摞來(lái)提供。對(duì)電源的穩(wěn)定度要求是由電壓變化導(dǎo)致的電流變化與被測(cè)電流相比可忽略不計(jì)。

加到整個(gè)試樣上的試驗(yàn)電壓通常規(guī)定為100V、250V、500V、1000 V、2500 V、5000 V, 10000 V和15000 V。 常用的電壓是100V、500V和1000 V。

在某些情況下，試樣的電阻與施加電壓的極性有關(guān)

如果電阻是與極性有關(guān)的，則宜加以注明。取兩次電阻值的幾何平均值（對(duì)數(shù)算術(shù)平均值的反對(duì)數(shù)）作為結(jié)果。

由于試樣電阻可能與電壓有依存關(guān)系，因此應(yīng)在報(bào)告中注明試驗(yàn)電壓值。

6、測(cè)量方法和度

6.1方法

測(cè)量高電阻常用的方法是直接法或比較法。

直接法是測(cè)量加在試樣上的直流電壓和流過(guò)它的電流（伏安法）而求得未知電阻。

比較法是確定電橋線(xiàn)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(guò)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(dāng)精度的伏特表，但該方法的靈敏度和度主要取決于電流測(cè)量裝置的性能，該裝置可以是一個(gè)檢流計(jì)或電子放大器或靜電計(jì)。

電橋法只需要一靈敏的電流檢測(cè)器作為零點(diǎn)指示器，測(cè)量度主要取決于已知的橋臂電阻器，這些橋臂電阻應(yīng)在寬的電阻值范圍內(nèi)具有高的精密度和穩(wěn)定性。

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

對(duì)于不大于1011Ω的電阻，可以按照11.1用檢流計(jì)采用伏特計(jì)一安培計(jì)法來(lái)測(cè)定其體積電阻率。 對(duì)于較高的電阻，則推薦使用直流放大器或靜電計(jì)。

在電橋法中，不可能直接測(cè)量短路試樣中的電流（見(jiàn)11.1）。

利用電流測(cè)量裝置的方法可以自動(dòng)記錄電流，以簡(jiǎn)化穩(wěn)態(tài)測(cè)試過(guò)程（見(jiàn)11.1）。

現(xiàn)己有測(cè)量高電阻的一些專(zhuān)門(mén)的線(xiàn)路和儀器。只要它們有足夠的度和穩(wěn)定度，且在需要時(shí)能使試樣短路并在電化前測(cè)量電流者，均可使用。

power supply

Require a very stable DC voltage source. This can be provided by storing oil or a rectifier stabilized stack of electricity. The stability requirement for the power supply is that the current variation caused by voltage changes can be ignored compared to the measured current.

The test voltage applied to the entire sample is usually specified as 100V, 250V, 500V, 1000V, 2500V, and 5000V, 10000 V and 15000 V. The commonly used voltages are 100V, 500V, and 1000V.

In some cases, the resistance of the sample is related to the polarity of the applied voltage

If the resistance is polarity dependent, it should be noted. Take the geometric mean of two resistance values (the inverse of the logarithmic arithmetic mean) as the result.

Due to the possible dependence of sample resistance on voltage, the test voltage value should be indicated in the report.

6. Measurement methods and degrees

6.1 Method

The commonly used methods for measuring high resistance are direct method or comparative method.

The direct method is to measure the DC voltage applied to the sample and the current flowing through it (volt ampere method) to obtain the unknown resistance.

The comparative method is to determine the ratio between the unknown resistance of the sample in the bridge circuit and the known resistance of the resistor, or to compare the current passing through these two resistors at a fixed voltage.

Appendix A provides examples to describe these principles.

The volt ampere method requires a voltmeter of appropriate accuracy, but the sensitivity and accuracy of this method mainly depend on the performance of the current measuring device, which can be a galvanometer, electronic amplifier, or electrostatic meter.

The bridge method only requires a sensitive current detector as a zero point indicator, and the measurement accuracy mainly depends on the known bridge arm resistors, which should have high precision and stability over a wide range of resistance values.

The degree of current comparison method depends on the known degree of the resistor and the current measuring device, including the stability and linearity of the measuring resistor connected to it. As long as the voltage is constant, the exact value of the current is not important.

For resistors not exceeding 1011 Ω, the volume resistivity can be measured using a voltmeter ammeter method according to 11.1. For higher resistance, it is recommended to use a DC amplifier or an electrostatic meter.

In the bridge method, it is not possible to directly measure the current in the short-circuit specimen (see 11.1).

The method of using a current measuring device can automatically record the current to simplify the steady-state testing process (see 11.1).

There are now some specialized circuits and instruments for measuring high resistance. As long as they have sufficient degree and stability, and can short-circuit the sample and measure the current before electrification when needed, they can be used.

體積電阻率與表面電阻的區(qū)別

體積電阻率和表面電阻是材料電學(xué)性能的兩個(gè)重要參數(shù)，但兩者針對(duì)的測(cè)試對(duì)象和應(yīng)用場(chǎng)景不同。以下是兩者的主要區(qū)別：

1. 定義與物理意義

體積電阻率（Volume Resistivity）  

  體積電阻率是衡量材料內(nèi)部導(dǎo)電性能的參數(shù)，表示單位體積材料對(duì)電流的阻礙能力。 

  體積電阻率反映材料本身的絕緣或?qū)щ娞匦裕c材料的成分、結(jié)構(gòu)及溫度密切相關(guān)。例如，絕緣塑料的 可達(dá)12次方-16次方，而金屬的 僅為  10的-6}- 10^-4次方 。

表面電阻（Surface Resistance）  

  表面電阻是衡量材料表面導(dǎo)電性能的參數(shù)，表示電流沿材料表面流動(dòng)時(shí)的阻礙能力。 

  表面電阻受材料表面狀態(tài)（如污染、濕度、氧化層）影響顯著，常用于評(píng)估材料的防靜電性能或漏電風(fēng)險(xiǎn)。

2. 測(cè)量方法與電極配置

-體積電阻率測(cè)量  

  - 電極設(shè)計(jì)：使用三電極系統(tǒng)（如保護(hù)環(huán)電極），確保電流僅通過(guò)材料內(nèi)部，避免表面電流干擾。  

  - 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：如 ASTM D257、IEC 60093。  

  - 適用場(chǎng)景：塊狀固體材料（如塑料、陶瓷、橡膠）的絕緣性能評(píng)估。

- 表面電阻測(cè)量

  -電極設(shè)計(jì)：采用平行電極或同心環(huán)電極，使電流沿材料表面流動(dòng)。  

  -測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：如 ASTM D4496、IEC 61340。  

  -適用場(chǎng)景：薄膜、涂層、紡織品等表面導(dǎo)電性能測(cè)試，或防靜電材料的篩選。

3. 應(yīng)用領(lǐng)域差異

參數(shù)     

體積電阻率：                                        

核心用途評(píng)估材料內(nèi)部絕緣

典型應(yīng)用電線(xiàn)絕緣層、電子封裝材料、高壓設(shè)備

關(guān)鍵影響因素材料成分、溫度、雜質(zhì)濃度

表面電阻：評(píng)估材料表面導(dǎo)電/防靜電性能 導(dǎo)電性

影響因素表面清潔度、濕度、污染、氧化層  

4. 實(shí)例對(duì)比

絕緣塑料板： 

  體積電阻率高于15次方，說(shuō)明內(nèi)部絕緣性能優(yōu)異；  

  - 表面電阻可能因吸附水分而降低于12次方，表明表面存在微弱導(dǎo)電性。  

5. 總結(jié)

體積電阻率：表征材料整體的絕緣或?qū)щ娔芰Γ遣牧媳菊鲗傩缘捏w現(xiàn)。 

表面電阻：反映材料表面的導(dǎo)電特性，易受環(huán)境因素和表面狀態(tài)影響。 

兩者在科研、工業(yè)質(zhì)檢中常需同時(shí)測(cè)試，以全面評(píng)估材料的電學(xué)性能（如高壓絕緣材料需高體積電阻率 高表面電阻，而防靜電材料需中等體積電阻率 低表面電阻）。

①環(huán)境溫度：0～40℃

②相對(duì)溫度：≤70%

③供電電流：交流220V?10%50Hz

標(biāo)準(zhǔn)配置：

1、測(cè)試儀器          1臺(tái)

2、.電源線(xiàn)            1條

3、測(cè)試電極          1套

4、使用說(shuō)明書(shū)        1份

5、測(cè)試主機(jī)          1臺(tái)

6、出廠(chǎng)測(cè)試報(bào)告      1份

7、上位機(jī)連接線(xiàn)      1條

8、屏蔽箱            1個(gè)

9、測(cè)試夾            1套

10、232數(shù)據(jù)串口組件1套

測(cè)試電壓（V）

DC—10V

DC—50V

DC—100V

DC—500V

DC—1000V

注意事項(xiàng)

儀器使用前請(qǐng)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(shí)主機(jī)不得與屏蔽箱線(xiàn)路連接）在“Rx”兩端開(kāi)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(cè)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(wú)短路）。

4.測(cè)體積電阻時(shí)測(cè)試按鈕撥到Rv邊，測(cè)表面電阻時(shí)測(cè)試按鈕撥到Rs邊，

5.接好測(cè)試線(xiàn)，將測(cè)試線(xiàn)將主機(jī)與屏蔽箱連接好。量程置于104檔，打開(kāi)主機(jī)后面板電源開(kāi)關(guān)按鈕。從儀器后面板調(diào)電壓按鈕到所要求的測(cè)量電壓。(比如：GBT 1692-2008硫化橡膠 絕緣電阻率的測(cè)定 標(biāo)準(zhǔn)中注明要求在500V電壓進(jìn)行測(cè)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(cè)電阻大于儀器測(cè)量量程時(shí)，電阻表顯示“1”，此時(shí)應(yīng)繼續(xù)將儀器撥到量程更高的位置。測(cè)量?jī)x器有顯示值時(shí)應(yīng)停下，在1min的電化時(shí)間后測(cè)量電阻，當(dāng)前的數(shù)字乘以檔次即是被測(cè)電阻。

7.測(cè)試完畢先將量程撥至（104）檔，然后將測(cè)量電壓撥至10V檔， 后將測(cè)試按鈕撥到中央位置后關(guān)閉電源。然后進(jìn)行下一次測(cè)試。

8.應(yīng)在“Rx”兩端開(kāi)路時(shí)調(diào)零，一般一次調(diào)零后在測(cè)試過(guò)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(cè)試過(guò)程中不要隨意改動(dòng)測(cè)量電壓。

11.測(cè)量時(shí)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(xiàn)的金屬部分。

13.不得測(cè)試過(guò)程中不能觸摸微電流測(cè)試端。

14.在測(cè)量高阻時(shí)，應(yīng)采用屏蔽盒將被測(cè)物體屏蔽。

15.嚴(yán)禁在試測(cè)過(guò)程隨意改變電壓量程及在通電過(guò)程中打開(kāi)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。

表面電阻率surface resistivity

 在絕緣材料的表面層里的直流電場(chǎng)強(qiáng)度與線(xiàn)電流密度之商，即單位面積內(nèi)的表面電阻。面積的大

小是不重要的。

 注:表 面 電 阻 率 的S1單 位 是Q。實(shí) 際 上 有 時(shí) 也 用“歐 每 平 方 單 位”來(lái) 表 示 。

標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 1410-2006《 塑料薄膜電阻率測(cè)定儀固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗(yàn)方法》

 GB/T 1410-2006本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率的試驗(yàn)方法。這些試驗(yàn)方法包括對(duì)固體絕緣材料體積電阻和表面電阻的測(cè)定程序及體積電阻率和表面電阻率的計(jì)算方法

 體積電阻和表面電阻的試驗(yàn)都受到下列因素影響:施加電壓的大小和時(shí)間;電極的性質(zhì)和尺寸;在

試樣處理和測(cè)試過(guò)程中周?chē)髿鈼l件和試樣的溫度、濕度。

體積電阻volume resistance

 在試樣兩相對(duì)表面上放置的兩電極間所加直流電壓與流過(guò)這兩個(gè)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(jì)

 注:除非另有規(guī)定，體積電阻是在電化一分鐘后測(cè)定

 體積電阻率：在絕緣材料里面的直流電場(chǎng)強(qiáng)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(shí)際上也使用fE " cm這一單位。

電極electrodes

電極是具有一定形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)的與被測(cè)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(guò)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(jiàn)GB/T 10064-2006)

北廣電性能產(chǎn)品：

體積表面積電阻率測(cè)試儀、電壓擊穿試驗(yàn)儀、介電強(qiáng)度試驗(yàn)儀，耐電壓擊穿試驗(yàn)儀，介電常數(shù)與介質(zhì)損耗測(cè)試儀。

影響電阻率的外界因素

電阻率不僅與材料種類(lèi)有關(guān)，而且還與溫度、壓力和磁場(chǎng)等外界因素有關(guān)。金屬材料在溫度不高時(shí)，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(shí)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(lái)測(cè)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(duì)溫度)時(shí)，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(chǎng)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(lái)測(cè)量磁場(chǎng)或物體所受到的機(jī)械應(yīng)力，在工程上獲得廣泛應(yīng)用。

應(yīng)用

電阻率較低的物質(zhì)被稱(chēng)為導(dǎo)體，常見(jiàn)導(dǎo)體主要為金屬，而自然界中導(dǎo)電性佳的是銀，其次為半導(dǎo)體，硅鍺。當(dāng)存在外電場(chǎng)時(shí)，金屬的自由電子在運(yùn)動(dòng)中不斷和晶格節(jié)點(diǎn)上做熱振子的正離子相碰撞，使電子運(yùn)動(dòng)受到阻礙，因而就具有了一定的電阻。其他不易導(dǎo)電的物質(zhì)如玻璃、橡膠等，電阻率較高，一般稱(chēng)為絕緣體。介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)(如硅)則稱(chēng)半導(dǎo)體。電阻率的科學(xué)符號(hào)為ρ(Rho)。 已知物體的電阻，可由電阻率ρ、長(zhǎng)度l與截面面積A計(jì)算：ρ=RA/I，在該式中， 電阻R單位為歐姆，長(zhǎng)度l單位為米，截面面積A單位為平方米，電阻率ρ單位為歐姆?米

說(shuō)明

1．電阻率ρ不僅和導(dǎo)體的材料有關(guān)，還和導(dǎo)體的溫度有關(guān)。在溫度變化不大的范圍內(nèi)：幾乎所有金屬的電阻率隨溫度作線(xiàn)性變化，即ρ=ρo(1 at)。式中t是攝氏溫度，ρo是O℃時(shí)的電阻率，a是電阻率溫度系數(shù)。

2．由于電阻率隨溫度改變而改變，所以對(duì)于某些電器的電阻，必須說(shuō)明它們所處的物理狀態(tài)。如一個(gè)220 V -100 W電燈燈絲的電阻，通電時(shí)是484歐姆，未通電時(shí)只有40歐姆左右。

3．電阻率和電阻是兩個(gè)不同的概念。電阻率是反映物質(zhì)對(duì)電流阻礙作用的屬性，電阻是反映物體對(duì)電流阻礙作用的能力大小。

4.超導(dǎo)體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失，被稱(chēng)作零電阻效應(yīng)。導(dǎo)體沒(méi)有了電阻。

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(lèi)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(lái)作為導(dǎo)線(xiàn)等。銀的價(jià)格偏貴，因此銅用的為廣，幾乎所有應(yīng)用的導(dǎo)線(xiàn)都是銅制作的（精密儀器、特殊場(chǎng)合除外）。鋁線(xiàn)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(jià)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(xiàn)路。為解決鋁材剛性不足缺陷，一般采用鋼芯鋁絞線(xiàn)，即鋁絞線(xiàn)內(nèi)部包有一根鋼線(xiàn)，以提高強(qiáng)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(chǎng)合才被使用，如精密儀器、高頻震蕩器、航天等。在某些場(chǎng)合儀器上觸點(diǎn)也有用金的，因?yàn)榻鸬幕瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，并不是因?yàn)槠潆娮杪市∷隆?/p>

電源

要求有很穩(wěn)定的直流電壓源。這可用蓄電油或一個(gè)整流穩(wěn)壓的電摞來(lái)提供。對(duì)電源的穩(wěn)定度要求是由電壓變化導(dǎo)致的電流變化與被測(cè)電流相比可忽略不計(jì)。

加到整個(gè)試樣上的試驗(yàn)電壓通常規(guī)定為100V、250V、500V、1000 V、2500 V、5000 V, 10000 V和15000 V。 常用的電壓是100V、500V和1000 V。

在某些情況下，試樣的電阻與施加電壓的極性有關(guān)

如果電阻是與極性有關(guān)的，則宜加以注明。取兩次電阻值的幾何平均值（對(duì)數(shù)算術(shù)平均值的反對(duì)數(shù)）作為結(jié)果。

由于試樣電阻可能與電壓有依存關(guān)系，因此應(yīng)在報(bào)告中注明試驗(yàn)電壓值。

6、測(cè)量方法和度

6.1方法

測(cè)量高電阻常用的方法是直接法或比較法。

直接法是測(cè)量加在試樣上的直流電壓和流過(guò)它的電流（伏安法）而求得未知電阻。

比較法是確定電橋線(xiàn)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(guò)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(dāng)精度的伏特表，但該方法的靈敏度和度主要取決于電流測(cè)量裝置的性能，該裝置可以是一個(gè)檢流計(jì)或電子放大器或靜電計(jì)。

電橋法只需要一靈敏的電流檢測(cè)器作為零點(diǎn)指示器，測(cè)量度主要取決于已知的橋臂電阻器，這些橋臂電阻應(yīng)在寬的電阻值范圍內(nèi)具有高的精密度和穩(wěn)定性。

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

對(duì)于不大于1011Ω的電阻，可以按照11.1用檢流計(jì)采用伏特計(jì)一安培計(jì)法來(lái)測(cè)定其體積電阻率。 對(duì)于較高的電阻，則推薦使用直流放大器或靜電計(jì)。

在電橋法中，不可能直接測(cè)量短路試樣中的電流（見(jiàn)11.1）。

利用電流測(cè)量裝置的方法可以自動(dòng)記錄電流，以簡(jiǎn)化穩(wěn)態(tài)測(cè)試過(guò)程（見(jiàn)11.1）。

現(xiàn)己有測(cè)量高電阻的一些專(zhuān)門(mén)的線(xiàn)路和儀器。只要它們有足夠的度和穩(wěn)定度，且在需要時(shí)能使試樣短路并在電化前測(cè)量電流者，均可使用。

power supply

Require a very stable DC voltage source. This can be provided by storing oil or a rectifier stabilized stack of electricity. The stability requirement for the power supply is that the current variation caused by voltage changes can be ignored compared to the measured current.

The test voltage applied to the entire sample is usually specified as 100V, 250V, 500V, 1000V, 2500V, and 5000V, 10000 V and 15000 V. The commonly used voltages are 100V, 500V, and 1000V.

In some cases, the resistance of the sample is related to the polarity of the applied voltage

If the resistance is polarity dependent, it should be noted. Take the geometric mean of two resistance values (the inverse of the logarithmic arithmetic mean) as the result.

Due to the possible dependence of sample resistance on voltage, the test voltage value should be indicated in the report.

6. Measurement methods and degrees

6.1 Method

The commonly used methods for measuring high resistance are direct method or comparative method.

The direct method is to measure the DC voltage applied to the sample and the current flowing through it (volt ampere method) to obtain the unknown resistance.

The comparative method is to determine the ratio between the unknown resistance of the sample in the bridge circuit and the known resistance of the resistor, or to compare the current passing through these two resistors at a fixed voltage.

Appendix A provides examples to describe these principles.

The volt ampere method requires a voltmeter of appropriate accuracy, but the sensitivity and accuracy of this method mainly depend on the performance of the current measuring device, which can be a galvanometer, electronic amplifier, or electrostatic meter.

The bridge method only requires a sensitive current detector as a zero point indicator, and the measurement accuracy mainly depends on the known bridge arm resistors, which should have high precision and stability over a wide range of resistance values.

The degree of current comparison method depends on the known degree of the resistor and the current measuring device, including the stability and linearity of the measuring resistor connected to it. As long as the voltage is constant, the exact value of the current is not important.

For resistors not exceeding 1011 Ω, the volume resistivity can be measured using a voltmeter ammeter method according to 11.1. For higher resistance, it is recommended to use a DC amplifier or an electrostatic meter.

In the bridge method, it is not possible to directly measure the current in the short-circuit specimen (see 11.1).

The method of using a current measuring device can automatically record the current to simplify the steady-state testing process (see 11.1).

There are now some specialized circuits and instruments for measuring high resistance. As long as they have sufficient degree and stability, and can short-circuit the sample and measure the current before electrification when needed, they can be used.

體積電阻率與表面電阻的區(qū)別

體積電阻率和表面電阻是材料電學(xué)性能的兩個(gè)重要參數(shù)，但兩者針對(duì)的測(cè)試對(duì)象和應(yīng)用場(chǎng)景不同。以下是兩者的主要區(qū)別：

1. 定義與物理意義

體積電阻率（Volume Resistivity）  

  體積電阻率是衡量材料內(nèi)部導(dǎo)電性能的參數(shù)，表示單位體積材料對(duì)電流的阻礙能力。 

  體積電阻率反映材料本身的絕緣或?qū)щ娞匦裕c材料的成分、結(jié)構(gòu)及溫度密切相關(guān)。例如，絕緣塑料的 可達(dá)12次方-16次方，而金屬的 僅為  10的-6}- 10^-4次方 。

表面電阻（Surface Resistance）  

  表面電阻是衡量材料表面導(dǎo)電性能的參數(shù)，表示電流沿材料表面流動(dòng)時(shí)的阻礙能力。 

  表面電阻受材料表面狀態(tài)（如污染、濕度、氧化層）影響顯著，常用于評(píng)估材料的防靜電性能或漏電風(fēng)險(xiǎn)。

2. 測(cè)量方法與電極配置

-體積電阻率測(cè)量  

  - 電極設(shè)計(jì)：使用三電極系統(tǒng)（如保護(hù)環(huán)電極），確保電流僅通過(guò)材料內(nèi)部，避免表面電流干擾。  

  - 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：如 ASTM D257、IEC 60093。  

  - 適用場(chǎng)景：塊狀固體材料（如塑料、陶瓷、橡膠）的絕緣性能評(píng)估。

- 表面電阻測(cè)量

  -電極設(shè)計(jì)：采用平行電極或同心環(huán)電極，使電流沿材料表面流動(dòng)。  

  -測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：如 ASTM D4496、IEC 61340。  

  -適用場(chǎng)景：薄膜、涂層、紡織品等表面導(dǎo)電性能測(cè)試，或防靜電材料的篩選。

3. 應(yīng)用領(lǐng)域差異

參數(shù)     

體積電阻率：                                        

核心用途評(píng)估材料內(nèi)部絕緣

典型應(yīng)用電線(xiàn)絕緣層、電子封裝材料、高壓設(shè)備

關(guān)鍵影響因素材料成分、溫度、雜質(zhì)濃度

表面電阻：評(píng)估材料表面導(dǎo)電/防靜電性能 導(dǎo)電性

影響因素表面清潔度、濕度、污染、氧化層  

4. 實(shí)例對(duì)比

絕緣塑料板： 

  體積電阻率高于15次方，說(shuō)明內(nèi)部絕緣性能優(yōu)異；  

  - 表面電阻可能因吸附水分而降低于12次方，表明表面存在微弱導(dǎo)電性。  

5. 總結(jié)

體積電阻率：表征材料整體的絕緣或?qū)щ娔芰Γ遣牧媳菊鲗傩缘捏w現(xiàn)。 

表面電阻：反映材料表面的導(dǎo)電特性，易受環(huán)境因素和表面狀態(tài)影響。 

兩者在科研、工業(yè)質(zhì)檢中常需同時(shí)測(cè)試，以全面評(píng)估材料的電學(xué)性能（如高壓絕緣材料需高體積電阻率 高表面電阻，而防靜電材料需中等體積電阻率 低表面電阻）。