固体液体粉体绝缘材料橡胶塑料体积电阻率表面电阻率测定仪器

BEST-121固体液体粉体绝缘材料橡胶塑料体积电阻率表面电阻率测定仪器

一、概述
本仪器是既可测量高电阻，又可测微电流。采用了美国In公司的大规模集成电路以及技术,使仪器体积小、重量轻、准确度高。以双3.1/2 位数字直接显示电阻的高阻计和电流。量限从1×104Ω ～1×1018 Ω，是目前国内测量范围Z宽，准确度Z高的数字超高阻测量仪。电流测量范围为2×10-4 ～1×10-16Ａ。机内测试电压为10/50/100/250/500/1000V任意可调。本仪器具有精度高、显示迅速、性好稳定、读数方便， 适用于防静电产品如防静电鞋、防静电塑料橡胶制品、计算机房防静电活动地板等电阻值的检验以及绝缘材料和电子电器产品的绝缘电阻测量。本仪器除能测电阻外，还能直接测量微弱电流。仪器完全符合并优于国家标准GB1410《固体电工绝缘材料绝缘电阻、体积电阻系数和表面电阻试验方法》和美国标准ASTM D257《绝缘材料的直流电阻或电导试验方法》等标准的要求。
二、主要特点
所有测试电压（10/50/100/250/500/1000V） 测试时电阻结果直读，免去老式高阻计在不同测试电压下或不同量程时要乘以系数等使用不便的麻烦，使测量超高电阻就如用万用表测量普通电阻样简便。 既能测超高电阻又能测微电流。
三、技术指标
1.电阻测量范围： 0.01×104Ω ～1×1018Ω。
2.电流测量范围为: 2×10-4A～1×10-16A
3. 双表头显示: 3.1/2位LED显示
4. 内置测试电压： 10V、50V、100V、250、500、1000V
5. 基本准确度：1% （*注）
6 使用环境: 温度：0℃～40℃，相对湿度<80%
7 机内测试电压: 10/50/100/250/500/1000V 任意切换
8.供电形式: AC 220V，50HZ，功耗约5W
四、适用的主要标准：
GB/T 1410-2006 固体绝缘材料 体积电阻率和表面电阻率试验方法
GB 12014 防静电工作服
GB/T 20991-2007 个体防护装备 鞋的测试方法
GB 4385-1995 防静电鞋、导电鞋技术要求 
GB 12158-2006 防止静电事故通用导则
GB 4655-2003 橡胶工业静电安全规程
GB/T 12703.4-2010 纺织品 静电性能的评定 第4部分 电阻率
GB/T 12703.6-2010 纺织品 静电性能的评定 第6部分 纤维泄漏电阻
GB 13348-2009 液体石油产品静电安全规程
GB/T 15738-2008 导电和抗静电纤维增强塑料电阻率试验方法
GB/T 18044-2008 地毯 静电习性评价法 行走试验
GB/T 18864-2002 硫化橡胶 工业用抗静电和导电产品 电阻极限范围
GB/T 22042-2008 服装 防静电性能 表面电阻率试验方法
GB/T 22043-2008 服装 防静电性能 通过材料的电阻（垂直电阻）试验方法
GB/T 24249-2009 防静电洁净织物
GB 26539-2011 防静电陶瓷砖 Antistatic ceramic tiles
GB/T 26825-2011 抗静电防腐胶
GB 50515-2010 导（防）静电地面设计规范
GB 50611-2010 电子工程防静电设计规范
GJB 105-1998-Z 电子产品防静电放电控制手册
GJB 3007A-2009 防静电工作区技术要求
GJB 5104-2004 无线电引信风帽用防静电涂料及风帽静电性能通用要求
五、工作原理
      根据欧姆定律，被测电阻Rx等于施加电压V除以通过的电流I。传统的高阻计的工作原理是测量电压V固定，通过测量流过取样电阻的电流I来得到电阻值。从欧姆定律可以看出，由于电流I是与电阻成反比，而不是成正比，所以电阻的显示值是非线性的，即电阻无穷大时，电流为零，即表头的零位处是∞，其附近的刻度非常密，分辨率很低。整个刻度是非线性的。又由于测量不同的电阻时，其电压V也会有些变化，所以普通的高阻计是精度差、分辨率低。同时测出电阻两端的电压V和流过电阻的电流I，通过内部的大规模集成电路完成电压除以电流的计算，然后把所得到的结果经过A/D转换后以数字显示出电阻值，即便是电阻两端的电压V和流过电阻的电流I是同时变化，其显示的电阻值不象普通高阻计那样因被测电压V的变化或电流Ｉ的变化而变，所以，即使测量电压、被测量电阻、电源电压等发生变化对其结果影响不大，其测量精度很高（），从理论上讲其误差可以做到零，而实际误差可以做到千分之几或万分之几。
六、典型应用
1．测量防静电鞋、导电鞋的电阻值
2、测量防静电材料的电阻及电阻率
3、测量计算机房用活动地板的系统电阻值
4、测量绝缘材料电阻（率）
5、光电二极管暗电流测量
6、物理,光学和材料研究

七、名词术语 
1） 绝缘电阻：施加在与试样相接触的二电极之间的直流电压除以通过两电极的总电流所得的商。它取决于体积电阻和表面电阻。
2） 体积电阻：在试样的相对两表面上放置的两电极间所加直流电压与流过两个电极之间的稳态电流之商；该电流不包括沿材料表面的电流。在两电极间可能形成的极化忽略不计。
3） 体积电阻率：绝缘材料里面的直流电场强度与稳态电流密度之商，即单位体积内的体积电阻。
4） 表面电阻：在试样的某一表面上两电极间所加电压与经过一定时间后流过两电极间的电流之商；该电流主要为流过试样表层的电流，也包括一部分流过试样体积的电流成分。在两电极间可能形成的极化忽略不计。
5）表面电阻率：在绝缘材料的表面层的直流电场强度与线电流密度之商，即单位面积内的表面电阻。

八、测量技术 
a.通常，绝缘材料用于电气系统的各部件相互绝缘和对地绝缘，固体绝缘材料还起机械支撑作用。一般希望材料有尽可能高的绝缘电阻，并具有合适的机械、化学和耐热性能。

b.绝缘材料的电阻率一般都很高，也就是传导电流很小。如果不注意外界因素的干扰和漏电流的影响，测量结果就会发生很大的误差。同时绝缘材料本身的吸湿性和环境条件的变化对测量结果也有很大影响。

c.影响体积电阻率和表面电阻率测试的主要因素是温度和湿度、电场强度、充电时间及残余电荷等。体积电阻率可作为选择绝缘材料的一个参数，电阻率随温度和湿度的变化而显著变化。体积电阻率的测量常常用来检查绝缘材料是否均匀，或者用来检测那些能影响材料质量而又不能用其他方法检测到的导电杂质。

d.由于体积电阻总是要被或多或少地包括到表面电阻的测试中去，因此只能近似地测量表面电阻，测得的表面电阻值主要反映被测试样表面污染的程度。所以，表面电阻率不是表征材料本身特性的参数，而是一个有关材料表面污染特性的参数。当表面电阻较高时，它常随时间以不规则的方式变化。测量表面电阻通常都规定1min的电化时间。 

（1）温度和湿度：固体绝缘材料的绝缘电阻率随温度和湿度的升高而降低，特别是体积电阻率随温度改变而变化非常大。因此，电瓷材料不但要测定常温下的体积电阻率，而且还要测定高温下的体积电阻率，以评定其绝缘性能的好坏。由于水的电导大，随着湿度增大，表面电阻率和有开口孔隙的电瓷材料的体积电阻率急剧下降。因此，测定时应严格地按照规定的试样处理要求和测试的环境条件下进行。
（2）电场强度：当电场强度比较高时，离子的迁移率随电场强度ZG而增大，而且在接近击穿时还会出现大量的电子迁移，这时体积电阻率大大地降低。因此在测定时，施加的电压应不超过规定的值。
（3）残余电荷：试样在加工和测试等过程中，可能产生静电，电阻越高越容易产生静电，影响测量的准确性。因此，在测量时，试样要彻底放电，即可将几个电极连在一起进行短路。
（4）杂散电势的消除：在绝缘电阻测量电路中，可能存在某些杂散电势，如热电势、电解电势、接触电势等，其中影响Z大的为电解电势。用高阻计测量表面潮湿的试样的体积电阻时，测量极与保护极间可产生20mv的电势。试验前应检查有无杂散电势。可根据试样加压前后高阻计的二次指示是否相同来判断有无杂散电势。如相同，证明无杂散电势；否则应当寻找并排除产生杂散电势的根源，才能进行测量。
（5）防止漏电流的影响：对于高电阻材料，只有采取保护技术才能去除漏电流对测量的影响。保护技术就是在引起测量误差的漏电路径上安置保护导体，截住可能引起测量误差的杂散电流，使之不流经测量回路或仪表。保护导体连接在一起构成保护端，通常保护端接地。测量体积电阻时，三电极系统的保护极就是保护导体。此时要求保护电极和测量电极间的试样表面电阻高于与它并联元件的电阻10～100倍。线路接好后，应首先检查是否存在漏电。此时断开与试样连接的高压线，加上电压。如在测量灵敏度范围内，测量仪器指示的电阻值为无限大，则线路无漏电，可进行测量。
（6）条件处理和测试条件的规定:固体绝缘材料的电阻随温度、湿度的增加而下降。试样的预处理条件取决于被测材料，这些条件在材料规范中规定。推荐使用GB10580《固体绝缘材料在试验前和试验时采用的标准条件》中规定的预处理方法。可使用甘油—水溶液潮湿箱进行湿度预处理。测试条件应与预处理条件尽可能地一致，有些时候（如浸水处理）不能保持预处理条件和测试条件一致时，则应在从预处理环境中取出后在尽可能短时间内完成测试，一般不超过5分钟。
（7）电化时间的规定:当直流电压加到与试样接触的两电极间时，通过试样的电流会指数式地衰减到一个稳定值。电流随时间的减小可能是由于电介质极化和可动离子位移到电极所致。对于体积电阻率小于1010Ω·m的材料，其稳定状态通常在1分钟内达到。因此，要经过这个电化时间后测定电阻。对于电阻率较高的材料，电流减小的过程可能会持续几分钟、几小时、几天，因此需要用较长的电化时间。如果需要的话，可用体积电阻率与时间的关系来描述材料的特性。当表面电阻较高时，它常随时间以不规则的方式变化。测量表面电阻通常都规定1分钟的电化时间。

九、体积电阻率表面电阻率测试仪使用注意事项： 
 高阻测量一定要严格按使用方法步聚进行，否则有可能造成仪器*损坏或电人。  
１、 应在“Ｒｘ”两端开路时调零  如接在电阻箱或被测量物体上时调零后测量会产生很大的误差。一般一次调零后在测试过程中不需再调零，但改变测量电压后可能要重新调零。  
２、 禁止将“Ｒｘ”两端短路，以免微电流放大器受大电流冲击  
３、 在测试过程中不要随意改动测量电压，  随意改动测量电压可能因电压的过高或电流过大损坏被测试器件或测试仪器，而且有的材料是非线性的，即电压与电流是不符合欧姆定律，有改变电压时由于电流不是线性变化，所以测量的电阻也会变化。 
４、 测量时从低次档逐渐拔往高次档  每拨一次稍停留1～2秒以便观察显示数字，当有显示值时应停下，记录当前的数字即是被测电阻值。若显示“1”时，表示欠量程应往高次档拔。直到有显示数字时为止。当有显示数字时不能再往高次档拨，否则有可能损坏仪器（机内有过电流保护电路）。除104 Ω档之外，当显示低于1.99，表示过量程应换低档! 
５、 大部分绝缘材料，特别是防静电材料的电阻值在加电压后会有一定变化而引起数字变化  由于本仪器的分辩率很高，因而会引起显示值的末尾几位数也变化，这不是仪器本身的问题，而是被测量对象的导电机理复杂而使得阻值有些变化。在这种情况下往往取2位有效数就够了。  
６ 、接通电源后，手指不能触及高压线的金属部分  本仪表有二连根线：高压线（红）和微电流测试线。在使用时要注意高压线，开机后人不能触及高压线，以免电人或麻手。 
７ 、测试过程中不能触摸微电流测试端  微电流测试端Z怕受到大电流或人体感应电压及静电的冲击。所以在开机后和测试过程中不能与微电流测试端接触，以免损坏仪表。  
８、 在测量高阻时，应采用屏蔽盒将被测物体屏蔽．  在测量大于1010 Ω以上时，为防止外界干扰面而引起读数不稳。 
９、 每次测量完时应将量程开关拨回“１０４ ”档再进行下次测试  在测量时应逐渐将量程开关拨到高阻档，测量完时应将量程开关拨回低档。以确保下次开机时量程开关处在低阻量程档。

人体一般可以带上几千甚至几万伏静电！

十、高阻测量常见问题

1 。为什么在测量同一物体时用不同的电阻量程有不同的读 数？
这是因为测量电阻时为防止过电压损坏仪器，如果出现过量程时仪器内保护电路 开始工作，将测试电压降下来以保护机内放大器。在不同的电压下测量同一物体会 有不同的结果。而且当测量电阻时若读数小于199，既只为三位数且*位数为1 时，其准确度要下降。所以在测量电阻时当*次读数从1 变为某一读数时，不应 再往更高的量程扭开关以防对仪器造成过大的电流冲击。在实际使用时，即读数位 数多的比读数位数少的准确度高。

2 ．为什么测量一些物体的电流时用不同的量程也会出现测出结 果相差较大？
这是因为一般物体输出的电流不是恒定流，而仪器有一定内阻，若在仪器上所选 量程的内阻过大以至于在仪器上的电压降影响被测物体的输出电流时会造成测量误差。一般电流越小的量程内阻越高，所以在测量电流时应选用电流大的量程。在实 际使用时即只要电流表有读数时，读数位数少的小的比读数位数多的准确度高。

3．为什么测量时仪器的读数总是不稳？
一般的材料其导电性不是严格像标准电阻样在一定的电压下有很稳定的电流，有 很多材料特别是防静电材料其导电性不符合欧姆定律，所以在测量时其读数不稳。 这不是仪器的问题，而是被测量物体的性能决定的。有的标准规定以测量1分钟时间 的读数为准。通常在测量高电阻或微电流时测量准确度因重复性不好，对测量读数 只要求2位或3位。另外在测量大电阻时如果屏蔽不好也会因外界的电磁信号对仪器 测量结果造成读数不稳。

4.   这是因为在测量时被测物体及仪器输入端都有一定的电容，这个电容在测量时已 被充电到测量电阻时的电压值，如果仪器不拨到104挡后关电源这个充电后的电容器 会对仪器内的放大器放电而造成仪器损坏。当被测量物体电容越大，测试电压越高 时，电容器所储藏的电能越大，更容易损坏仪器，特别是在电阻的高量程或电流的 低量程时因仪器非常灵敏，仪器过载而损坏的可能性更大。所以一定要将量程开关 再拨到104挡后才能关电源。

5。 为什么在测量电阻过程中不要改变对被测物的测试电 压？
在测量电阻过程中如果改变对被测物的测试电压，无论电压变高或变低时都将 会产生大脉冲电流，这个大的电流很有可能使仪器过量程甚至更损坏仪器。另一方 面如果电压突然变化也会通过被测量物体的（分布）电容放电或反向放电对测量仪 器造成冲击而损坏仪器。有的物体的耐压较低，当您改变测量电压时有右能击穿而 产生大电流损坏仪器。如果要改变测量电压，在确保被测量物体不会因电压过高击 穿时，要先将量程开关拨到104档后关闭电源，再从仪器后面板调整到所要求的电 压。有的材料是非线性的，即电压与电流是不符合欧姆定律，有改变电压时由于电流不是线性变化，所以测量的电阻也会变化。

6 。为什么测量完毕要将量程开关再拨到 104 档后关闭电源？
这是因为机内的电容器充有很高的电压（Z高电压达1200V以上），这些电容器的 所带的电能保持较长的时间，如果关闭电源开关，则会将机内的高压电容器很快放 电，不会在测量的高压端留有很危险的电压造成电击。如果仅拨电源线而不是关电 源开头，虽然断了电源，但机内高压电容器还有会因长时间保持很高的电压，将会 对人员或其它物体造成电击或损坏。在仪器有问题时也不要随便打开机箱因机内高压造成电击，要将仪器找专业技术人员或寄回厂家修理。

11、体积电阻率表面电阻率测试仪主要应用范围 ：
a    材料高阻测试测量如防静电产品（防静电鞋、防静电塑料橡胶制品、计 算机房防静电活动地板等）电阻值的检测；
b    材料体积电阻（率）和表面电阻（率）测量；
c    电化学和材料测试,以及物理,光学和材料研究;
d    微弱电流测量如光电效应和器件暗电流测量。