絕緣材料體積電阻率表面電阻率測(cè)定儀LST-121

表面電阻率測(cè)試儀符合標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T 1410-2006《 固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗(yàn)方法》

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

GB/T 10581-2006 《絕緣材料在高溫下電阻和電阻率的試驗(yàn)方法》

GB/T 1692-2008 《硫化橡膠 絕緣電阻率的測(cè)定》

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(cè)定》

GB/T 12703.4-2010 《紡織品 靜電性能的評(píng)定 第4部分：電阻率》

GB/T 10064-2006_《測(cè)定固體絕緣材料絕緣電阻的試驗(yàn)方法》

一、表面電阻率測(cè)試儀測(cè)試儀概述

    本儀器既可測(cè)量高電阻，又可測(cè)微電流。采用了美國(guó)Intel公司的大規(guī)模集成電路,使儀器體積小、重量輕

準(zhǔn)確度高。數(shù)字液晶直接顯示電阻值和電流。量限從1×104Ω ～1×1018 Ω，是目前國(guó)內(nèi)測(cè)量范圍*寬，準(zhǔn)確

度的數(shù)字超高阻測(cè)量?jī)x。電流測(cè)量范圍為2×10-4 ～1×10-16Ａ。機(jī)內(nèi)測(cè)試電壓為

10V/50V/100V/250V/500V/1000V任意可調(diào)。本儀器具有精度高、顯示迅速、性好穩(wěn)定、讀數(shù)方便， 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(cè)定。本儀器除能測(cè)

電阻外，還能直接測(cè)量微弱電流。

二、體積表面電阻率測(cè)定儀主要特點(diǎn)

電阻測(cè)量范圍寬 1×104Ω ～1×1018Ω

電流測(cè)量范圍為 2×10-4Ａ ～1×10-16Ａ

體積小、重量輕、準(zhǔn)確度高

電阻、電流雙顯示

性能好穩(wěn)定、讀數(shù)方便

所有測(cè)試電壓(10V/50V/100/250/500/1000V) 測(cè)試時(shí)電阻結(jié)果直讀，免去老式高阻計(jì)在不同測(cè)試電壓下或

不同量程時(shí)要乘以系數(shù)等使用不便的麻煩，使測(cè)量超高電阻就如用萬(wàn)用表測(cè)量普通電阻樣簡(jiǎn)便。

既能測(cè)超高電阻又能測(cè)微電流

三、體積表面電阻率檢測(cè)儀技術(shù)指標(biāo)

1、電阻測(cè)量范圍： 0.01×104Ω ～1×1018Ω。

2、電流測(cè)量范圍為： 2×10-4A～1×10-16A

3、顯 示 方 式：數(shù)字液晶顯示

4、內(nèi)置測(cè)試電壓： 10V 、50V、100V、250、500、1000V

5、基本準(zhǔn)確度：1% (*注)

6、使用環(huán)境： 溫度：0℃～40℃，相對(duì)濕度<80%

7、機(jī)內(nèi)測(cè)試電壓： 10V/50V/100/250/500/1000V 任意切換

8、供電形式： AC 220V，50HZ，功耗約5W

9、儀器尺寸： 285ｍｍ× 245ｍｍ× 120 mm

10、質(zhì)量： 約2.5KG

四、體積表面電阻率測(cè)試儀工作原理

    根據(jù)歐姆定律，被測(cè)電阻Rx等于施加電壓V除以通過(guò)的電流I。傳統(tǒng)的高阻計(jì)的工作原理是測(cè)量電壓V

固定，通過(guò)測(cè)量流過(guò)取樣電阻的電流I來(lái)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(wú)窮大時(shí)，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(gè)刻度是非線性的。又由于測(cè)量不同的電阻時(shí)，其電壓V也會(huì)有些變

化，所以普通的高阻計(jì)是精度差、分辨率低。

    本儀器是同時(shí)測(cè)出電阻兩端的電壓V和流過(guò)電阻的電流I，通過(guò)內(nèi)部的大規(guī)模集成電路完成電壓除以

電流的計(jì)算，然后把所得到的結(jié)果經(jīng)過(guò)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(guò)電阻的電流I是同時(shí)變化，其顯示的電阻值不象普通高阻計(jì)那樣因被測(cè)電壓V的變化或電流Ｉ的變化而

變，所以，即使測(cè)量電壓、被測(cè)量電阻、電源電壓等發(fā)生變化對(duì)其結(jié)果影響不大，其測(cè)量精度很高()，

從理論上講其誤差可以做到零，而實(shí)際誤差可以做到千分之幾或萬(wàn)分之幾。

典型應(yīng)用

1、測(cè)量絕緣材料電阻(率)

2、測(cè)量防靜電材料的電阻及電阻率

3、測(cè)量計(jì)算機(jī)房用活動(dòng)地板的系統(tǒng)電阻值

4、測(cè)量防靜電鞋、導(dǎo)電鞋的電阻值

5、光電二極管暗電流測(cè)量

6、物理,光學(xué)和材料研究

標(biāo)準(zhǔn)配置：

1、測(cè)試儀器：1臺(tái)

2、.電源線：1條

3、測(cè)量線：3根（屏蔽線、測(cè)試接線、接地線）

4、使用說(shuō)明書：1份

備注：

本儀器配不同的測(cè)量電極（夾具）可以測(cè)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(dǎo)率，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1410－2006固體電工絕緣材料絕緣電阻、體積電阻系數(shù)和表面電阻試

驗(yàn)方法，ASTM D257 絕緣材料的直流電阻或電導(dǎo)試驗(yàn)方法　等標(biāo)準(zhǔn)要求。

體積電阻率 表面電阻率 絕緣材料電阻率 絕緣漆表面電阻率測(cè)試儀

ASTM D257-2014

絕緣材料直流電阻或電導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法

Standard Test Methods for DC Resistance or Conductance of Insulating Materials

絕緣材料直流電阻或電導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法¹

本標(biāo)準(zhǔn)是以固定代號(hào)D257發(fā)布的。其后的數(shù)字表示原文本正式通過(guò)的年號(hào)；在有修訂的情況下，為上一次的修訂年號(hào)；圓括號(hào)中數(shù)字為上一次重新確認(rèn)的年號(hào)。上標(biāo)符號(hào)（ε）表示對(duì)上次修改或重新確定的版本有編輯上的修改。
　　　　本標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)批準(zhǔn)用于國(guó)防部所有機(jī)構(gòu)。
1.　范圍
1.1 本試驗(yàn)方法包含直流絕緣電阻，體積電阻和表面電阻的測(cè)量所用直流程序。通過(guò)該測(cè)量及樣本和電極的幾何尺寸，可以計(jì)算出電絕緣材料的體積電阻和表面電阻，同時(shí)還可以計(jì)算出相應(yīng)的電導(dǎo)和電導(dǎo)率。

1.2 這些試驗(yàn)方法不適用于測(cè)量中等導(dǎo)電材料的電阻/電導(dǎo)。這些材料評(píng)估可采用試驗(yàn)方法D4496。

1.3 本標(biāo)準(zhǔn)描述了幾種可選擇的測(cè)量電阻（或電導(dǎo)）的普通備用方法。特殊材料科采用合適的標(biāo)準(zhǔn)ASTM試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)試，這些特殊材料具有電壓應(yīng)力范圍和有限起電時(shí)間，同時(shí)規(guī)定了樣本結(jié)構(gòu)和電極幾何形狀。這些個(gè)別特殊試驗(yàn)方法將能更好得定義測(cè)量值的精度和偏差。

1.4 本標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有列舉所有的安全聲明，如果有必要，根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行斟酌。使用本規(guī)范前，使用者有責(zé)任制定符合安全和健康要求的條例和規(guī)范，并明確該規(guī)范的使用范圍。

2.　引用文件
2.1 ASTM標(biāo)準(zhǔn)：²
　　　　D150　　固體電絕緣材料的（恒定電介質(zhì)）的交流損耗特性和介電常數(shù)的測(cè)試方法

D374　　固體電絕緣材料厚度的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（2013年撤消）³

D1169　　電絕緣液電阻率(電阻系數(shù))試驗(yàn)方法

D1711　　電絕緣相關(guān)術(shù)語(yǔ)

D4496　　中等導(dǎo)電材料直流電阻或電導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法

D5032　　用飽和甘油溶液方式維持恒定相對(duì)濕度的規(guī)程

D6054　　測(cè)試用電工絕緣材料的調(diào)節(jié)規(guī)程（2012年撤消）³

E104　　　用水溶液保持恒定相對(duì)濕度的規(guī)程

3. 術(shù)語(yǔ)

3.1　定義：

3.1.1　以下定義直接來(lái)自術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)D1711，適用于本標(biāo)準(zhǔn)正文所用術(shù)語(yǔ)。

3.1.2　絕緣電導(dǎo)，名詞——當(dāng)直流電壓施加到兩個(gè)電極上，兩個(gè)電極（在樣本上或樣本內(nèi)）之間的總體積和表面電流的比值。

3.1.2.1　討論——絕緣電導(dǎo)是絕緣電阻的倒數(shù)。

3.1.3　表面電導(dǎo)，名詞——當(dāng)直流電壓施加到兩個(gè)電極上，兩個(gè)電極（在樣本上表面）之間的電流的比值。

3.1.3.1　討論——（實(shí)際測(cè)量不可避免地要包含某些體積電導(dǎo)）表面電導(dǎo)是表面電阻的倒數(shù)。

3.1.4　體積電導(dǎo)，名詞——當(dāng)直流電壓施加到兩個(gè)電極上，兩個(gè)電極（在樣本上或樣本內(nèi)）之間的某個(gè)樣本體積的電流的比值。

3.1.4.1　討論——體積電導(dǎo)是體積電阻的倒數(shù)。

3.1.5　表面電導(dǎo)，名詞——表面電導(dǎo)率乘以樣本表面尺寸（電極之間的距離除以電極寬度定義為電流通路）的比值，該比值可變換為獲得的測(cè)量電導(dǎo)，如果在正方形的反面形成電極的話。

3.1.5.1　討論——表面電導(dǎo)用西門子表示。通常用西門子/平方（平方值大小是不重要的）來(lái)表示。表面電導(dǎo)是表面電阻的倒數(shù)。

3.1.6　體積電導(dǎo)，名詞——體積電導(dǎo)乘以樣本體積尺寸的比值（即電極之間距離除以電極的橫截面面積），該值可通過(guò)獲得電導(dǎo)轉(zhuǎn)化為測(cè)量電導(dǎo)，如果在單位立方體的反面形成電極的話。

3.1.6.1 討論——體積電導(dǎo)通常用西門子/厘米或西門子/米來(lái)表示，也是體積電阻的倒數(shù)。

3.1.7　中等導(dǎo)電的，形容詞——描述了固體材料的體積電阻在1到10000000Ω-cm之間。

3.1.8　絕緣電阻（R_i），名詞——施加到兩個(gè)電極（樣本上或樣本內(nèi)）總體積的直流電壓與電極間表面電流的比值。

3.1.8.1　討論——絕緣電阻是絕緣電導(dǎo)的倒數(shù)。

3.1.9　表面電阻（R_S），名詞——施加到兩個(gè)電極（樣本表面）的直流電壓與電極間電流的比值。

3.1.9.1　討論——（在實(shí)際測(cè)量時(shí)不可避免地包含某些體積電阻）表面電阻是表面電導(dǎo)的倒數(shù)。

3.1.10　體積電阻（R_V），名詞——施加到兩個(gè)電極（樣本上或里面）的直流電壓與電極間樣本體積上的電流的比值。

3.1.10.1　討論——體積電阻是體積電導(dǎo)的倒數(shù)。

3.1.11　表面電阻，（ρ_s），名詞——表面電阻率乘以樣本表面尺寸的比值（電極寬度定義為電流通路除以電極間的距離），該值能轉(zhuǎn)化為獲得的測(cè)量電阻，如果在正方形反面形成電極的話。

3.1.11.1 討論——表面電阻用歐姆表示。通常也可用歐姆/平方來(lái)表示（平方值大小是不重要的）。表面電阻是表面電導(dǎo)的倒數(shù)。

3.1.12　體積電阻，（ρ_v），名詞——體積電阻率乘以樣本體積尺寸的比值（電極間樣本的橫截面面積除以電極間的距離），該值能轉(zhuǎn)化為獲得電阻的測(cè)量電阻，如果在單位立方體的反面形成電極的話。

3.1.12.1 討論——體積電阻通常用歐姆-厘米（優(yōu)選）或歐姆-米來(lái)表示。體積電阻是體積電導(dǎo)的倒數(shù)。

4. 試驗(yàn)方法的摘要

4.1　材料樣本或電容器的電阻或電導(dǎo)通過(guò)在規(guī)定條件下測(cè)量電流或電壓下降而得出。通過(guò)使用合適的電極體系，可分別測(cè)量表面和體積電阻或電導(dǎo)。當(dāng)要求的樣本和電極尺寸已知時(shí)，此時(shí)可以計(jì)算出電阻或電導(dǎo)。

5. 重要性和用途

5.1　絕緣材料用于電子系統(tǒng)彼此和與地面之間隔離，該材料能提供零部件的機(jī)械支撐。由于此用途，通常要求具有盡可能高的絕緣電阻，以與可接受的機(jī)械、化學(xué)和耐熱性能*。因?yàn)榻^緣電阻或電導(dǎo)組合了體積和表面電阻或電導(dǎo)，當(dāng)實(shí)際使用時(shí)，要求試驗(yàn)樣本和電有相同的形式，此時(shí)的測(cè)量值是非常有用的。表面電阻或電導(dǎo)隨著濕度發(fā)生快速變化，然而體積電阻或電導(dǎo)則稍微變化，盡管總的變化在一些變化可能更大。

5.2　電阻或電導(dǎo)可用于間接預(yù)測(cè)某些材料的低頻率電介質(zhì)擊穿和損耗因數(shù)性能。電阻或電導(dǎo)通常作為濕度含量，固化程度，機(jī)械連續(xù)性或不同類型老化的間接測(cè)量方式。這些間接測(cè)量的效用取決于通過(guò)理論或經(jīng)驗(yàn)研究確立的相關(guān)度。表面電阻的降低可導(dǎo)致因?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度降低而發(fā)生電介質(zhì)擊穿電壓的增加，或者由于應(yīng)力面積的增加而發(fā)生電介質(zhì)擊穿電壓的降低。

5.3　所有的電介質(zhì)電阻或電導(dǎo)都取決于電化時(shí)間長(zhǎng)短和施加的電壓值（除了普通的環(huán)境變量之外）。這些因素必須已知，同時(shí)報(bào)告，以使得電阻或電導(dǎo)測(cè)量值有意義。在電絕緣材料工業(yè)中，形容詞“表觀”通常適用于在任意選擇電化時(shí)間條件下獲得的電阻值。見X1.4。

5.4 體積電阻或電導(dǎo)可通過(guò)在特定應(yīng)用場(chǎng)合設(shè)計(jì)某個(gè)絕緣體使用的電阻和尺寸數(shù)據(jù)計(jì)算得出。研究已經(jīng)表明電阻或電導(dǎo)隨著溫度和濕度的變化而變化（1,2,3,4）⁴，同時(shí)在設(shè)計(jì)工作條件時(shí)，必須已知這種變化。體積電阻或電導(dǎo)測(cè)量值通常用于檢查絕緣材料的均勻性，或者對(duì)于加工，可探測(cè)影響材料質(zhì)量的導(dǎo)電雜質(zhì)，而這不容易通過(guò)其它方法觀察到。

5.5 體積電阻超過(guò)10²¹Ω·cm(10¹⁹Ω·cm)時(shí)，樣本在普通實(shí)驗(yàn)室條件測(cè)試獲得的數(shù)值計(jì)算得出體積電阻，如果結(jié)果確實(shí)可疑，則應(yīng)考慮通常使用的測(cè)量設(shè)備的局限性。

5.6　表面電阻或電導(dǎo)不能準(zhǔn)確測(cè)量，只能近似測(cè)量，因?yàn)轶w積電阻或電導(dǎo)總是受到測(cè)量方法的影響。測(cè)量值還受到表面污染的影響。表面污染及其積聚速度受到許多因素的影響，包括靜電充電和界面張力。這些因素反過(guò)來(lái)可以影響表面電阻。當(dāng)包括污染，但是在通常常識(shí)下判斷不是電絕緣材料的材料性能時(shí)，此時(shí)表面電阻或電導(dǎo)可視為與材料性能相關(guān)。

6. 電極系統(tǒng)

6.1　絕緣材料的電極將允許親密接觸樣本表面，同時(shí)不會(huì)由于電極電阻或樣本的污染（5）而引入相當(dāng)可觀的誤差。電極材料應(yīng)在試驗(yàn)條件下能耐腐蝕。當(dāng)對(duì)制造樣本進(jìn)行測(cè)試時(shí)，例如連接襯套，線纜等等，采用的電極作為樣本或其裝配組件的一部分。在這類場(chǎng)合，絕緣電阻或電導(dǎo)的測(cè)量值此時(shí)包括電極或安裝材料的污染影響，同時(shí)在實(shí)際使用時(shí)通常與樣本性能有關(guān)。

³括號(hào)里的粗體數(shù)字參閱這些試驗(yàn)方法附屬的參考文獻(xiàn)清單。

圖1 　接線柱電極（用于扁平固體樣本）

6.1.1　接線柱和錐形銷電極，圖1和圖2，提供了一種施加電壓到剛性絕緣材料的方法，以允許評(píng)估材料的電阻或電導(dǎo)性能。這些電極嘗試模擬實(shí)際使用條件，例如儀器面板和接線板上的接線柱。當(dāng)層壓絕緣材料具有高樹脂含量表面時(shí)，錐形銷電極與接線柱電極相比，由于其能更加親密接觸絕緣材料實(shí)體上，可以獲得稍微較低點(diǎn)的絕緣電阻值。獲得的電阻或電導(dǎo)值高度受到每個(gè)銷子與電介質(zhì)材料的獨(dú)立接觸，銷子的表面粗糙度和電介質(zhì)材料中孔的光潔度的影響。不同樣本很難獲得再現(xiàn)性的試驗(yàn)結(jié)果。

A.　厚板樣本

B.　管狀樣本