體積、表面電阻率測(cè)定儀   工作原理 

        根據(jù)歐姆定律，被測(cè)電阻R等于施加電壓V除以通過的電流I。即    

   V

R= ---

   I

        傳統(tǒng)的儀器的工作原理是測(cè)量電壓V固定，通過測(cè)量流過被測(cè)物體的電流I以標(biāo)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(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)的精度是很難提高的。

體積、表面電阻率測(cè)定儀是同時(shí)測(cè)出電阻兩端的電壓V和流過電阻的電流I，通過內(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分之幾。

體積、表面電阻率測(cè)定儀  使用說明

（一）應(yīng)滿足下例要求：

1、測(cè)試電壓范圍應(yīng)包括：100V~500V

2、測(cè)量范圍應(yīng)包括：1?106Ω~1?1017Ω

3、阻值大于1012Ω時(shí)，測(cè)量誤差應(yīng)小于?20%，阻值不大于1012Ω時(shí)，測(cè)量誤差應(yīng)小于?10%。

4、輸入接線的絕緣電阻應(yīng)大于儀器輸入電阻的100倍。

5、測(cè)試時(shí)試樣及測(cè)量導(dǎo)線應(yīng)有良好。

6、儀器應(yīng)定期進(jìn)行校驗(yàn)。

（二）準(zhǔn)備工作：

1、取被測(cè)液體（如：增塑劑）試樣50ml。

2、試樣應(yīng)在溫度23?2℃，相對(duì)濕度65?5%的條件下處理2小時(shí)以上。

（三）測(cè)試步驟：

1、測(cè)試溫度23?2℃，相對(duì)濕度65?5%，無外界電磁場(chǎng)干擾環(huán)境中進(jìn)行。

2、測(cè)試時(shí)對(duì)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(nèi)，使液面剛好和環(huán)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(cè)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(cè)試儀的高壓輸出端。

內(nèi)電極（測(cè)量電極）接固體（液體）體積及表面電阻率測(cè)試儀的測(cè)量端。

中電極（環(huán)電極）接固體（液體）體積及表面電阻率測(cè)試儀的接地端。

5、儀器預(yù)熱30分鐘，穩(wěn)定后調(diào)整儀器（調(diào)零），加上試驗(yàn)1分鐘，讀取電阻指示值，然后放電1分鐘，再測(cè)試一次，以二次的算術(shù)平均值作為試驗(yàn)樣品電阻指示值。

（四）計(jì)算方法：

按式（1）計(jì)算體積電阻系數(shù)（pv）,計(jì)算結(jié)果取二位有效數(shù)字。

（五）注意事項(xiàng)：

1、測(cè)定電極必須放置在高絕緣的墊板上。

2、測(cè)定電極在測(cè)試前后，均應(yīng)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(shù)參數(shù)：

1、電阻測(cè)量范圍1?104Ω ～1?1018Ω

2、電流測(cè)量范圍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、250V、500V、1000V

5、基本準(zhǔn)確度1%

6、使用環(huán)境 溫度：0℃～40℃，相對(duì)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(zhì)量約5KG

典型應(yīng)用

1測(cè)量防靜電鞋、導(dǎo)電鞋的電阻值

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4386-84《防靜電膠底鞋（靴）、導(dǎo)電膠底鞋（靴）電阻值測(cè)量方法》防靜電鞋的電阻值必須為0.5.?105Ω1.0?108Ω范圍內(nèi)，導(dǎo)電鞋的電阻值必須不大于1.5X105歐姆.不僅制造廠在出廠時(shí)必須按這一標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，合格后才能出廠，在工廠使用過程中也必須按這一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定期檢驗(yàn)，合格后才能穿用。    

制造廠測(cè)量新鞋的電阻值時(shí)，應(yīng)將硫化后有新鞋放置24小時(shí)以上，然后在測(cè)量所要求的溫度、濕度環(huán)境中放置2小時(shí)以后才能進(jìn)行測(cè)量。使用單位在定期檢測(cè)時(shí)應(yīng)將鞋洗干凈，其溫濕度的要求及放置時(shí)間同上。測(cè)量環(huán)境要求為：溫度：10℃ ～40℃相對(duì)濕度為40%～70%。 由于HEST121型數(shù)字表面、體積電阻率測(cè)定儀是內(nèi)部同時(shí)測(cè)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(jì)算電阻值。

通常測(cè)試防靜電鞋只用106、107、108Ω檔，測(cè)試完畢將開關(guān)撥回104檔。

    根據(jù)上述測(cè)試的結(jié)果，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來確定被測(cè)鞋是否合格或能否穿用。    

2.測(cè)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(nèi)，其測(cè)量電極可采用三電極或二電極，其具體測(cè)量方法可參照有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)或有關(guān)資料。

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

    按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)ＧＢ6650-86《計(jì)算機(jī)房用活動(dòng)地板技術(shù)條件》。采用該標(biāo)準(zhǔn)的電極（也可用三電極中的主電極）測(cè)量。

4.測(cè)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(cè)量時(shí)應(yīng)采取屏蔽措施，以免讀數(shù)不穩(wěn)甚至無法測(cè)量。測(cè)量時(shí)可采用三電極。具體方法可參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1410。

5.測(cè)量電流及1014Ω以上超高電阻的測(cè)量    

    當(dāng)測(cè)量超過1014Ω以上的超高電阻時(shí),可以通過測(cè)量電流的方法,然后用歐姆

定律求出超高電阻值。測(cè)量電流與測(cè)量電阻的方法基本相同， 

例如：電流表頭顯示讀數(shù)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(jì)算出電阻值。利用測(cè)量電流的方法可測(cè)量超過1014Ω以上的超高電阻1015～1018Ω。

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(jī)。

6.3調(diào)零

在“Rx”兩端開路的情況下,調(diào)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(cè)量物體上時(shí)調(diào)零后測(cè)量會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。一般一次調(diào)零后在測(cè)試過程中不需再調(diào)零。 完畢后關(guān)機(jī)。

6.4連接線路

    接好測(cè)試線，將測(cè)試線將主機(jī)與屏蔽箱連接好，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。然后開機(jī)。

6.5選擇合適的測(cè)量電壓

★電壓選擇開關(guān)在后面板，注意，在測(cè)試過程中不要隨意改動(dòng)測(cè)量電壓，可能因電壓的過高或電流過大損壞被測(cè)試器件或測(cè)試儀器;

6.6測(cè)試

測(cè)量時(shí)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(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，當(dāng)測(cè)量?jī)x器有顯示值時(shí)應(yīng)停下，當(dāng)前的數(shù)字乘以檔次即是被測(cè)電阻值。當(dāng)有顯示數(shù)字時(shí)不要再往更高次檔撥，否測(cè)儀器會(huì)過量程，機(jī)內(nèi)保護(hù)電路開始工作，儀器測(cè)量準(zhǔn)確度會(huì)下降。

6.7測(cè)試完畢將電阻電流量程拔至“104”檔，電壓量程調(diào)至10V后關(guān)閉電源

★每測(cè)量一次均應(yīng)將量程開關(guān)撥回到104“調(diào)零”檔的量程位置以免開機(jī)或測(cè)量端短路時(shí)而損壞儀器。

6.8測(cè)量電流及1015Ω以上超高電阻的測(cè)量應(yīng)用測(cè)量電流后用歐姆定律以電壓除以電流計(jì)算電阻的方法，詳見8.5節(jié)內(nèi)容。

6.9體積電阻和表面電阻轉(zhuǎn)換

★在測(cè)試過程中，使用屏蔽箱在進(jìn)行體積電阻和表面電阻轉(zhuǎn)換時(shí)，必須把電源關(guān)閉后進(jìn)行檔位轉(zhuǎn)換，否則會(huì)導(dǎo)致電壓沖擊到主機(jī)無法顯示或損壞。

電阻率的計(jì)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(dǎo)線的長(zhǎng)度——常用單位m

電阻定律

導(dǎo)體的電阻R跟它的長(zhǎng)度L、電阻率ρ成正比，跟它的橫截面積S成反比，這個(gè)規(guī)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(dǎo)線長(zhǎng)度，S：繞制成電阻的導(dǎo)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(guó)際單位制為歐姆 ? 米（Ω ?m)；

L——繞制成電阻的導(dǎo)線長(zhǎng)度，國(guó)際單位制為米（m)；

S——繞制成電阻的導(dǎo)線橫截面積，國(guó)際單位制為平方米（m2） ；

R——電阻值，國(guó)際單位制為歐姆，簡(jiǎn)稱歐（Ω）；

U——電壓值，國(guó)際單位制為伏特，簡(jiǎn)稱伏（v）；

I——電流值，國(guó)際單位制為安培，簡(jiǎn)稱安（A）。

其中：

ρ叫電阻率：某種材料制成的長(zhǎng)1米、橫截面積是1平方毫米的導(dǎo)線的電阻，叫做這種材料的電阻率。是描述材料性質(zhì)的物理量。國(guó)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(dǎo)體長(zhǎng)度L，橫截面積S無關(guān)，只與物體的材料和溫度有關(guān)，有些材料的電阻率隨著溫度的升高而增大，有些反之。

測(cè)試電壓（V）

DC—10V

DC—50V

DC—100V

DC—500V

DC—1000V

溫度影響

溫度對(duì)不同物質(zhì)的電阻值均有不同的影晌。

導(dǎo)電體在接近室溫的溫度，良導(dǎo)體的電阻值，通常與溫度成線性關(guān)系：

ρ=ρ0(1 αt)

上式中的a稱為電阻的溫度系數(shù)。

未經(jīng)摻雜的半導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而下降：

有摻雜的半導(dǎo)體變化較為復(fù)雜。當(dāng)溫度從絕對(duì)零度上升，半導(dǎo)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(huì)因帶電粒子的活動(dòng)力下降而隨溫度稍為上升。當(dāng)溫度升得更高，半導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生新的載體 （和未經(jīng)摻雜的半導(dǎo)體一樣） ，原有的載體 （因滲雜而產(chǎn)生者） 重要性下降，于是電阻會(huì)再度下降。

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

符合標(biāo)準(zhǔn)及適用范圍：

完全符合國(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。

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。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。

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SI單位是0。 實(shí)際上有時(shí)也用 “歐每平方單位”來表示。

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。