硫化橡膠體積、表面電阻率測定儀  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

硫化橡膠體積、表面電阻率測定儀符合標準：

         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試驗方法》

         GB/T 2439-2001《硫化橡膠或熱塑性橡膠導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》

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。傳統的高阻計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。

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/T 10064-2006)

北廣電性能產品：

體積表面積電阻率測試儀、電壓擊穿試驗儀、介電強度試驗儀，耐電壓擊穿試驗儀，介電常數與介質損耗測試儀。

影響電阻率的外界因素

電阻率不僅與材料種類有關，而且還與溫度、壓力和磁場等外界因素有關。金屬材料在溫度不高時，ρ與溫度t(℃)的關系是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，與材料有關。錳銅的α約為1?10-1/℃(其數值極小)，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律后，可制成電阻式溫度計來測量溫度。半導體材料的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，出現超導現象，超導材料有廣泛的應用前景。利用材料的ρ隨磁場或所受應力而改變的性質，可制成磁敏電阻或電阻應變片，分別被用來測量磁場或物體所受到的機械應力，在工程上獲得廣泛應用。

試樣處置

電極之間或測量電極與大地之間的雜散電流對于測試儀器的讀數沒有明顯的影響這一點很重要。測試時加電極到試樣上和安放試樣時均要極為小心，以免可能產生對測試結果有不良影響的雜散電流通道。

測量表面電阻時，不要清洗表面，除非另有協議或規定。除了同二材料的另一個試樣的未被觸模過的表面可觸及被測試樣外，表面被測部分不應被任何東西觸及。

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。

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。

主要應用范圍

    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；

材料體電阻(率)和表面電阻(率)測量；

電化學和材料測試,以及物理,光學和材料研究;

微弱電流測量如光電效應和器件暗電流測量。

定義

下列定義適用于本標準。

3.1

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。

3.2

體積電阻率volume resistivity

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。' m。 實際上也使用。? cm這一單位。

3.3

表面電阻surface resistance

在試樣的其表面上的兩電極間所加電壓與在規定的電化時間里流過兩電極間的電流之商，在兩電極上可能形成的極化忽略不計。

注1：除非另有規定，表面電阻是在電化一分鐘后測定。

注2：通常電流主要流過試樣的一個表面層，但也包括流過試樣體積內的成分。

3.4

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。

3.5

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）。

體積電阻率測定儀測量技術 

a.通常，絕緣材料用于電氣系統的各部件相互絕緣和對地絕緣，固體絕緣材料還起機械支撐作用。一般希望材料有盡可能高的絕緣電阻，并具有合適的機械、化學和耐熱性能。

b.絕緣材料的電阻率一般都很高，也就是傳導電流很小。如果不注意外界因素的干擾和漏電流的影響，測量結果就會發生很大的誤差。同時絕緣材料本身的吸濕性和環境條件的變化對測量結果也有很大影響。

c.影響體積電阻率和表面電阻率測試的主要因素是溫度和濕度、電場強度、充電時間及殘余電荷等。體積電阻率可作為選擇絕緣材料的一個參數，電阻率隨溫度和濕度的變化而顯著變化。體積電阻率的測量常常用來檢查絕緣材料是否均勻，或者用來檢測那些能影響材料質量而又不能用其他方法檢測到的導電雜質。

d.由于體積電阻總是要被或多或少地包括到表面電阻的測試中去，因此只能近似地測量表面電阻，測得的表面電阻值主要反映被測試樣表面污染的程度。所以，表面電阻率不是表征材料本身特性的參數，而是一個有關材料表面污染特性的參數。當表面電阻較高時，它常隨時間以不規則的方式變化。測量表面電阻通常都規定1min的電化時間。 

（1）溫度和濕度：固體絕緣材料的絕緣電阻率隨溫度和濕度的升高而降低，特別是體積電阻率隨溫度改變而變化非常大。因此，電瓷材料不但要測定常溫下的體積電阻率，而且還要測定高溫下的體積電阻率，以評定其絕緣性能的好壞。由于水的電導大，隨著濕度增大，表面電阻率和有開口孔隙的電瓷材料的體積電阻率急劇下降。因此，測定時應嚴格地按照規定的試樣處理要求和測試的環境條件下進行。

（2）電場強度：當電場強度比較高時，離子的遷移率隨電場強度增高而增大，而且在接近擊穿時還會出現大量的電子遷移，這時體積電阻率大大地降低。因此在測定時，施加的電壓應不超過規定的值。

（3）殘余電荷：試樣在加工和測試等過程中，可能產生靜電，電阻越高越容易產生靜電，影響測量的準確性。因此，在測量時，試樣要徹底放電，即可將幾個電極連在一起進行短路。

（4）雜散電勢的消除：在絕緣電阻測量電路中，可能存在某些雜散電勢，如熱電勢、電解電勢、接觸電勢等，其中影響最大的為電解電勢。用高阻計測量表面潮濕的試樣的體積電阻時，測量極與保護極間可產生20mv的電勢。試驗前應檢查有無雜散電勢。可根據試樣加壓前后高阻計的二次指示是否相同來判斷有無雜散電勢。如相同，證明無雜散電勢；否則應當尋找并排除產生雜散電勢的根源，才能進行測量。

（5）防止漏電流的影響：對于高電阻材料，只有采取保護技術才能去除漏電流對測量的影響。保護技術就是在引起測量誤差的漏電路徑上安置保護導體，截住可能引起測量誤差的雜散電流，使之不流經測量回路或儀表。保護導體連接在一起構成保護端，通常保護端接地。測量體積電阻時，三電極系統的保護極就是保護導體。此時要求保護電極和測量電極間的試樣表面電阻高于與它并聯元件的電阻10～100倍。線路接好后，應首先檢查是否存在漏電。此時斷開與試樣連接的高壓線，加上電壓。如在測量靈敏度范圍內，測量儀器指示的電阻值為無限大，則線路無漏電，可進行測量。

（6）條件處理和測試條件的規定:固體絕緣材料的電阻隨溫度、濕度的增加而下降。試樣的預處理條件取決于被測材料，這些條件在材料規范中規定。推薦使用GB10580《固體絕緣材料在試驗前和試驗時采用的標準條件》中規定的預處理方法。可使用甘油—水溶液潮濕箱進行濕度預處理。測試條件應與預處理條件盡可能地一致，有些時候（如浸水處理）不能保持預處理條件和測試條件一致時，則應在從預處理環境中取出后在盡可能短時間內完成測試，一般不超過5分鐘。

（7）電化時間的規定:當直流電壓加到與試樣接觸的兩電極間時，通過試樣的電流會指數式地衰減到一個穩定值。電流隨時間的減小可能是由于電介質極化和可動離子位移到電極所致。對于體積電阻率小于1010Ω?m的材料，其穩定狀態通常在1分鐘內達到。因此，要經過這個電化時間后測定電阻。對于電阻率較高的材料，電流減小的過程可能會持續幾分鐘、幾小時、幾天，因此需要用較長的電化時間。如果需要的話，可用體積電阻率與時間的關系來描述材料的特性。當表面電阻較高時，它常隨時間以不規則的方式變化。測量表面電阻通常都規定1分鐘的電化時間。

電導率和電阻率之間聯系和關系？

電阻率：是用來表示各種物質電阻特性的物理量。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。

電導率：水的導電性即水的電阻的倒數，通常用它來表示水的純凈度。

電導率是物體傳導電流的能力。電導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。根據歐姆定律，電導率(G)--電阻(R)的倒數，是由電壓和電流決定的。

電導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之意。因為電導池的幾何形狀影響電導率值，標準的測量中用單位電導率S/cm來表示，以補償各種電極尺寸造成的差別。單位電導率（C）簡單的說是所測電導率（G）與電導池常數(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為電導率。σ=1/ρ (2)單位:在國際單位制中,電導率的單位是西門子/米。(3)說明 電導率的物理意義是表示物質導電的性能。電導率越大則導電性能越強,反之越小。

材料說明

　　A、通常,絕緣材料用于電氣系統的各部件相互絕緣和對地絕緣,固體絕緣材料還起機械支撐作用.一般希望材料有盡可能高的絕緣電阻,并具有合適的機械、化學和耐熱性能.

　　B、體積電阻班組可作為選擇絕緣材料的一個參數,電阻率隨溫度和濕度的京戲化而顯著變化.體積電阻率的測量常常用來檢查絕緣材料是否均勻,或都用來檢測那些能影響材料質量而又不能作其他方法檢測到的導電雜質.

　　C、當直流電壓加到與試樣接觸的兩電極間時,通過試樣的電流會指數式地衰減到一個穩定值.電流隨時間的減小可能是由于電介質極化和可動離子位移到電極所致.對于體積電阻小于10的10Ω.m

　　的材料,其穩定狀態通常在1min內達到.因此,要經過這個電化時間后測定電阻.對于電阻率較高的材料,電流減小的過程可能會持續幾分鐘、幾小時、幾天,因此需要用較長的電化時間.如果需要的話,可用體積電阻率與關系來描述材料的特性.

　　D、由于體積電阻總是要被或多或少地包括到表面電阻的測試中去,因些近似地測量表面電阻,測得的表面電阻值主要反映被測試樣表面污染的程度.所以,表面電阻率不是表面材料本身特性的參數,而是一個有關材料表面污染特性的參數.

　　當表面電阻較高時,它常隨時間以不規則的方式變化.測量表面電阻通常都規定11min的電化時間.

體積電阻率與表面電阻的區別

體積電阻率和表面電阻是材料電學性能的兩個重要參數，但兩者針對的測試對象和應用場景不同。以下是兩者的主要區別：

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部導電性能的參數，表示單位體積材料對電流的阻礙能力。 

  體積電阻率反映材料本身的絕緣或導電特性，與材料的成分、結構及溫度密切相關。例如，絕緣塑料的 可達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電性能的參數，表示電流沿材料表面流動時的阻礙能力。 

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

2. 測量方法與電極配置

-體積電阻率測量  

  - 電極設計：使用三電極系統（如保護環電極），確保電流僅通過材料內部，避免表面電流干擾。  

  - 測試標準：如 ASTM D257、IEC 60093。  

  - 適用場景：塊狀固體材料（如塑料、陶瓷、橡膠）的絕緣性能評估。

- 表面電阻測量

  -電極設計：采用平行電極或同心環電極，使電流沿材料表面流動。  

  -測試標準：如 ASTM D4496、IEC 61340。  

  -適用場景：薄膜、涂層、紡織品等表面導電性能測試，或防靜電材料的篩選。

3. 應用領域差異

參數     

體積電阻率：                                        

核心用途評估材料內部絕緣

典型應用電線絕緣層、電子封裝材料、高壓設備

關鍵影響因素材料成分、溫度、雜質濃度

表面電阻：評估材料表面導電/防靜電性能 導電性

影響因素表面清潔度、濕度、污染、氧化層  

4. 實例對比

絕緣塑料板： 

  體積電阻率高于15次方，說明內部絕緣性能優異；  

  - 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電性。  

5. 總結

體積電阻率：表征材料整體的絕緣或導電能力，是材料本征屬性的體現。 

表面電阻：反映材料表面的導電特性，易受環境因素和表面狀態影響。 

兩者在科研、工業質檢中常需同時測試，以全面評估材料的電學性能（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）。