層壓材料表面電阻率測試儀

一、概述：

BEST-121電阻率試驗儀既可測量高電阻，又可測微電流。采用了美國Intel公司的大規(guī)模集成電路,使儀器體積小、重量輕準確度高。數(shù)字液晶直接顯示電阻值和電流。量限從1×104Ω ～1×1018 Ω，是目前國內(nèi)測量范圍較寬，準確度較高的數(shù)字超高阻測量儀。電流測量范圍為2×10-4 ～1×10-16Ａ。機內(nèi)測試電壓10V/50V/100V/250V/500V/1000V任意可調(diào)。電阻率試驗儀具有精度高、顯示迅速、性好穩(wěn)定、讀數(shù)方便。電阻率試驗儀適用于橡膠、塑料、薄膜、地毯、織物及粉體、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定。

層壓材料表面電阻率測試儀

二、符合標準：

GB/T 1410-2006《 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 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 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 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》

三、技術(shù)指標

1、電阻測量范圍：1 ×104Ω ～1×1018Ω。

2、電流測量范圍：2×10-4A～1×10-16A

3、顯 示 方 式： 32位LED液晶屏顯示

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

5、基本準確度：1%

6、使用環(huán)境： 溫度：0℃～40℃，相對濕度<80%

7、機內(nèi)測試電壓： 10V/50V/100/250/500/1000V

8、供電形式： AC 220V，50HZ，耗電5W

9、儀器尺寸： 285ｍｍ× 245ｍｍ× 120 mm

10、質(zhì)量： 約2.5KG
四、技術(shù)指標
1. 電阻測量范圍： 1×104Ω ～1×1018Ω，分為十個量程。
2. 電流測量范圍為2×10-4A ～1×10-16A
3. 全數(shù)字液晶屏顯示。
4. 準確度: 準確度優(yōu)于下表
量程 有效顯示范圍 20～30℃ RH<80%
104 0.01~19.99 5%
105 0.01～19.99 5%
106 0.01～19.99 5%
107 0.01～19.99 5%
108 0.01～19.99 5%
109 0.01～19.99 5%
1010 0.01～19.99 5%+2字
1011 0.01～19.99 5%+2字
1012 0.01～19.99 5%+5字
1013 0.01～19.99 10%+5字
1014 0.01～19.99 10%+5字
1014以上 0.01～19.99 10-15%+5字
5. 使用環(huán)境: 溫度 -10℃～50℃ 相對濕度<90%。
6. 測試電壓: DC10V、50V、100V、250V、500V、1000V。±10%
7. 供電形式: AC 220V，50HZ，功耗約10W。
8. 儀器尺寸: 300ｍｍ× 280ｍｍ× 150 mm。
9. 質(zhì)量: 約3.0KG。

五、顯示方式

超大觸摸彩屏顯示 可直接讀取電阻和電阻率。 內(nèi)置軟件測試系統(tǒng)測試式樣可選擇儀器自動分配計算。

顯示指標 ：電壓、電流、電阻、電阻率及式樣

標準配置：

1、測試儀器：1臺

2、.電源線：1條

3、測量線：3根（屏蔽線、測試接線、接地線）

4、使用說明書：1份

ASTM D257-2014

本標準是以固定代號D257發(fā)布的。其后的數(shù)字表示原文本正式通過的年號；在有修訂的情況下，為上一次的修訂年號；圓括號中數(shù)字為上一次重新確認的年號。上標符號（ε）表示對上次修改或重新確定的版本有編輯上的修改。
本標準經(jīng)批準用于國防部所有機構(gòu)。
六、電阻率測定儀范圍
6.1 本試驗方法包含直流絕緣電阻，體積電阻和表面電阻的測量所用直流程序。通過該測量及樣本和電極的幾何尺寸，可以計算出電絕緣材料的體積電阻和表面電阻，同時還可以計算出相應(yīng)的電導和電導率。

6.2 這些試驗方法不適用于測量中等導電材料的電阻/電導。這些材料評估可采用試驗方法D4496。

6.3 本標準描述了幾種可選擇的測量電阻（或電導）的普通備用方法。特殊材料科采用合適的標準ASTM試驗方法進行測試，這些特殊材料具有電壓應(yīng)力范圍和有限起電時間，同時規(guī)定了樣本結(jié)構(gòu)和電極幾何形狀。這些個別特殊試驗方法將能更好得定義測量值的精度和偏差。

6.4 本標準并沒有*列舉所有的安全聲明，如果有必要，根據(jù)實際使用情況進行斟酌。使用本規(guī)范前，使用者有責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。

七、電阻率測定儀引用文件
   ASTM標準：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)的測試方法

D374　　固體電絕緣材料厚度的標準試驗方法（2013年撤消）³

D1169　　電絕緣液電阻率(電阻系數(shù))試驗方法

D1711　　電絕緣相關(guān)術(shù)語

D4496　　中等導電材料直流電阻或電導的標準試驗方法

D5032　　用飽和甘油溶液方式維持恒定相對濕度的規(guī)程

D6054　　測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濕度的規(guī)程

八、 電阻率測定儀試驗方法的摘要

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

九、 電阻率測定儀重要性和用途

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，以與可接受的機械、化學和耐熱性能*。因為絕緣電阻或電導組合了體積和表面電阻或電導，當實際使用時，要求試驗樣本和電有相同的形式，此時的測量值是非常有用的。表面電阻或電導隨著濕度發(fā)生快速變化，然而體積電阻或電導則稍微變化，盡管總的變化在一些變化可能更大。

　電阻或電導可用于間接預(yù)測某些材料的低頻率電介質(zhì)擊穿和損耗因數(shù)性能。電阻或電導通常作為濕度含量，固化程度，機械連續(xù)性或不同類型老化的間接測量方式。這些間接測量的效用取決于通過理論或經(jīng)驗研究確立的相關(guān)度。表面電阻的降低可導致因為電場強度降低而發(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。

　所有的電介質(zhì)電阻或電導都取決于電化時間長短和施加的電壓值（除了普通的環(huán)境變量之外）。這些因素必須已知，同時報告，以使得電阻或電導測量值有意義。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間條件下獲得的電阻值。見X1.4。

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

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

　表面電阻或電導不能準確測量，只能近似測量，因為體積電阻或電導總是受到測量方法的影響。測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。這些因素反過來可以影響表面電阻。當包括污染，但是在通常常識下判斷不是電絕緣材料的材料性能時，此時表面電阻或電導可視為與材料性能相關(guān)。

十、 電阻率測定儀電極系統(tǒng)

　絕緣材料的電極將允許親密接觸樣本表面，同時不會由于電極電阻或樣本的污染（5）而引入相當可觀的誤差。電極材料應(yīng)在試驗條件下能耐腐蝕。當對制造樣本進行測試時，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。在這類場合，絕緣電阻或電導的測量值此時包括電極或安裝材料的污染影響，同時在實際使用時通常與樣本性能有關(guān)

十一、電阻率測定儀裝置和試驗方法的選擇

電源——要求采用穩(wěn)定的直流電壓電源。蓄電池或其它穩(wěn)定直流電壓電源已經(jīng)證明適用于該用途。

保護回路——不管是采用兩個電極（沒有保護）測量絕緣材料的電阻，或者是采用三個終端系統(tǒng)（兩個電極加上保護）測量絕緣材料的電阻，都要考慮怎樣在試驗設(shè)備和試驗樣本之間進行電連接。如果試驗樣本遠離試驗設(shè)備一段距離，或者試驗樣本在濕熱條件下進行測試，或者樣本電阻預(yù)期相對比較高（10¹⁰～10¹⁵ohms），則試驗設(shè)備和試驗樣本之間可能容易存在虛假的電阻通路。有必要采用保護回路來使得這些虛假通路的干涉降至較低。

帶保護電極——使用同軸電纜，其芯部通向保護電極，屏蔽端通向保護電極，以使得試驗設(shè)備和試驗樣本之間獲得適當?shù)谋Ｗo連接。

沒有保護電極——使用同軸電纜，芯部通向某一電極，屏蔽端端接到從芯部末端大約1cm處。

　直接測量——采用任何設(shè)備（設(shè)備具有±10%的靈敏度和精度）測量在固定電壓下通過樣本的電流。適用的電流測量設(shè)備包括靜電計，帶指示器的直流放大器，和電流計。典型方法和回路見附錄X3規(guī)定。當校準測量設(shè)備刻度盤來直接讀取歐姆電阻值時，則不要求計算電阻測量值。

　比較法——惠斯登電橋回路可采用標準電阻器電阻來比較樣本電阻。

十二、 直接測量：

電流計-電壓表——采用電流計-電壓表方法測量電阻的較大百分比誤差是電流計指示性，電流計可讀性和電壓表指示性的百分比誤差總和。一個示例是：當500V施加到40GΩ電阻時（電導為25pS），靈敏度為500/pA刻度的電流計將偏離25個刻度。如果偏離可讀取到接近0.5個刻度時，同時校準誤差（包括埃爾頓頓分流誤差）為觀測值的±2%，較終的電流計誤差將不超過±4%。如果電壓表誤差為±2%的滿刻度，當電壓表讀取滿刻度時，可采用±6%較大誤差來測量該電阻值；同時當讀取1/3的滿刻度時，可采用±10%較大誤差來測量該電阻值。要求讀取接近滿刻度是容易顯而易見的。

　電壓表-電流表——計算值的較大百分比誤差是指電壓V_x，V_s和電阻R_s的百分比誤差的總和。與特定方法相比，V_s和R_s的誤差通常更取決于采用設(shè)備的特征。確定V_s誤差的較關(guān)鍵因素是指示器誤差，放大器零漂移和放大器增益穩(wěn)定性。采用新式精心設(shè)計放大器或靜電計，增益穩(wěn)定性通常不是關(guān)注的問題。采用現(xiàn)有的技術(shù)，直流電壓放大器或靜電計的零漂移不能夠排除，但是可以將之足夠低而成為這些測量的相對不關(guān)鍵因素。只要精心設(shè)計換流器型放大器，零漂移實際上不存在。因此，假如電位計電壓準確已知的話，圖X1.2（b）的零位法理論上比采用指示器的方法誤差更小。Rs的誤差取決于放大器靈敏度。當在給定電流下測量時，放大器靈敏度越高，較低值可能性越大，此時可使用高精密線纏繞標準電阻器。放大器可以獲得。已知準確到±2%的100GΩ標準電阻是可以適用的。當施加500V時，如果放大器或靜電計的10mV輸入能提供滿刻度偏移，誤差不大于2%的滿刻度，則可采用6%的較大誤差（當電壓計讀取滿刻度時）或10%的較大誤差（當電壓計讀取1/3刻度時）來測定5000TΩ的電阻。

比較-電流計——計算電阻或電導的較大百分比誤差是指Rs，電流計偏移或放大器讀數(shù)的百分比誤差總和，同時假設(shè)電流靈敏度與偏移無關(guān)。對于新式電流計（直流電流放大器可能發(fā)生1/3刻度偏移），后者的假設(shè)精度到±2%有用范圍之內(nèi)（在1/10滿刻度偏移之上）。Rs的誤差取決于采用的電阻器類型，但是1MΩ電阻的誤差極限低至0.1%是適用的。對于滿刻度偏移，采用靈敏度為10nA的電流計或直流電流放大器，500V施加到5TΩ電阻上將能產(chǎn)生1%的偏移。在該電壓處，采用先前標記的標準電阻器，F(xiàn)s=10⁵，ds將大約為1/2的滿刻度偏移，可讀性誤差不大于±1%。如果d_x大約為1/4滿刻度偏移，可讀性誤差將不超過±4%，同時可以在±5-1/2%較大誤差下測量200GΩ電阻。

　電壓變化速率——測量精度直接與施加電壓和電流計讀數(shù)變化的時間率測量精度成比例。靜電計開關(guān)打開的時間長短和采用的刻度應(yīng)使得可以準確測量時間，同時可獲得滿刻度讀數(shù)。在這些條件下，精度將與其它測量電流方法的精度相當。

　比較電橋——當探測器具有適當?shù)撵`敏度，電腦電阻的較大百分比誤差是指臂A，B和N的百分比誤差總和。當采用1　mV/分刻度的探測器靈敏度時，500V電壓施加到電橋上，R_N=1GΩ，電阻為1000TΩ將能產(chǎn)生一個分刻度的探測器偏移。假設(shè)忽略R_A和R_B的誤差，已知R_N=1GΩ在±2%之內(nèi)，同時電橋平衡在一個探測器分刻度，可采用±6%的較大誤差來測量100TΩ的電阻。

幾個制造商可提供必要的滿足本方法要求的零件或系統(tǒng)。

當樣本具有實際用途要求的形狀，電極和安裝方式時，測量值為較大值。襯套，電纜和電容器為典型示例，在這些示例中，試驗電極作為樣本的一部分，同時采用標準的安裝方式。

對于固體材料，樣本較常用形狀為扁平厚板，條帶，條料和管材。電極布置可應(yīng)用于扁平厚板，條料或內(nèi)徑大約為20mm或更大的剛性管子。電極布置可應(yīng)用于板材帶材或撓性條帶。對于剛性帶材樣本，金屬支撐可以不作要求。的電極布置可應(yīng)用于扁平厚板，條料或管材。

體積電阻或電導測定：

試驗樣本形狀應(yīng)允許使用第三個電極，當必要時，以避免來自表面效應(yīng)的誤差。試驗樣本可為扁平厚板，條帶或管子形狀。顯示了厚板或薄板樣本的電極應(yīng)用和布置。三個電極作用到管子樣本的徑向橫截面，在圖中，前列電極為被保護電極；No.2電極為保護電極，在前列電極每一端包含一個環(huán)圈，兩個環(huán)圈電子連接；No.3電極為非保護電極（7,8）。對于忽略表面泄漏的材料，只檢查體積電阻，可忽略使用保護環(huán)圈。圖4適用于3mm厚樣本尺寸如下：D₃=100mm，D₂=88mm和D₁=76mm，或者作為一種選擇，D₃=50mm，D₂=38mm和D₁=25mm。對于某一給定靈敏度，較大樣本允許在較高電阻材料上進行更加準確測量。

依據(jù)待測試材料，按試驗方法D374的某種方法測量樣本的平均厚度。實際測量點應(yīng)均勻分布在測量電極包括的區(qū)域內(nèi)。

當要求測定體積電阻或電導時，被保護電極（前列）應(yīng)允許計算被保護電極的有效面積。圓形電極的直徑，正方形電極邊長或者矩形電極的較短邊長應(yīng)至少為4倍的規(guī)定厚度。間隙寬度應(yīng)足夠大，以使得前列電極和No.2電極之間的表面泄漏不會導致測量誤差（這對高輸入阻抗設(shè)備尤其重要，例如靜電計）。如果按照9.3.3的建議間距等于兩倍的樣本厚度，以使得樣本可以用于測定表面電阻或電導，此時可足夠準確測定前列電極的有效面積。如果需要更準確測定前列電極的有效面積，可從附錄X2獲得間距寬度修正值。No.3電極應(yīng)在所有點可延伸到No.2電極內(nèi)側(cè)邊緣至少兩倍的樣本厚度。

對于管狀樣本，前列電極應(yīng)包圍樣本外側(cè)，同時電極軸向長度應(yīng)至少為4倍的樣本壁厚。間距寬度相關(guān)考慮與9.2.3所述相同。No.2電極包含管子每一端的包圍電極，兩個零件通過外部方式進行電子連接。每一個零件的軸向長度應(yīng)至少為2倍樣本的壁厚。No.3電極必須包括樣本的內(nèi)表面，軸向長度延伸到外側(cè)間隙邊緣，延伸距離至少為兩倍的壁厚。管狀樣本可采用絕緣導線或電纜形狀。如果電極長度大于100倍的絕緣材料厚度，被保護電部效應(yīng)可以忽略，同時保護電極的精細間距不作要求。因此，當水作為前列電極，前列和No.2電極之間的間距可為幾厘米，以允許這些電極之間的表面電阻足夠。在這種場合，不對間距寬度進行修正。

試驗樣本可為與特定目的*的任何可行形狀，例如扁平厚板，條帶或管子。布置設(shè)計用于已知體積電阻比表面（2）電阻相對高的場合。然而，對于剛性帶狀樣本，這些模壓和機加工表面組合使得獲得的結(jié)果通常無效。

十三、電阻率測定儀樣本安裝

測量時安裝樣本時，電極之間或者測量電極和地面之間沒有導電通路是非常重要的（9）。避免用裸手處理絕緣表面，而是應(yīng)該穿戴醋酸人造纖維手套。對于體積電阻或電導的仲裁實驗，在調(diào)節(jié)之前采用合適溶劑清洗表面。當要測量表面電阻時，可互相協(xié)定是否應(yīng)清洗表面。如果要求清洗，記錄任何表面清洗的詳細信息。

十四、　電阻率測定儀步驟

絕緣電阻或電導——在試驗箱中正確安裝樣本。如果試驗箱和調(diào)節(jié)試驗箱相同（推薦步驟），應(yīng)在調(diào)節(jié)開始之前安裝樣本。采用具有要求靈敏度和精度的設(shè)備進行測量（見附錄X3）。除非另有規(guī)定，采用60s的電化時間，500±5V的作用電壓。

體積電阻或電導——測量和記錄電極尺寸，保護間距寬度g。計算電極的有效面積。采用具有要求靈敏度和精度的設(shè)備進行電阻測量。除非另有規(guī)定，采用60s的電化時間，500±5V的作用直流電壓。

表面電阻或電導：

測量電極尺寸，電極之間距離g。采用具有要求靈敏度和精度的設(shè)備測量前列和2電極之間的表面電阻或電導。除非另有規(guī)定，采用60s的電化時間，500±5V的作用直流電壓。

當使用的電極布置，P視為樣本橫截面的周長。對于薄樣本，例如條帶，周長能有效降低至兩倍的樣本寬度。

當使用的電極布置，同時如果與表面電阻（例如濕氣污染絕緣材料表面）相比，已知體積電阻非常高時，P視為兩倍的電極長度或者兩倍的圓柱體周長。

十六、電阻率測定儀報告

16.1 報告所有以下信息：

16.1.1 材料描述和標識（名稱，等級，顏色，制造商等等）。

16.1.2 試驗樣本的形狀和尺寸。

16.1.3 電極的類型和尺寸。

16.1.4 樣本調(diào)節(jié)（清洗，預(yù)干燥，在濕度和溫度下的調(diào)節(jié)時間等等）。

16.1.5 試驗條件（測量時的試樣溫度，相對濕度等）。

16.1.6 測量方法。

16.1.7　作用電壓。

16.1.8　測量的電化時間。

16.1.9　相應(yīng)電阻測量值（單位為歐姆）或電導（單位為西門子）。

16.1.10　當要求時，體積電阻計算值（單位為歐姆-厘米），體積電導計算值（單位為西門子/厘米），表面電阻計算值（單位為歐姆（每平方））或表面電導計算值（單位為西門子（每平方））。

16.1.11 說明報告值是否為“表觀”或者“穩(wěn)定狀態(tài)”。

16.1.11.1　在測試用后者75%特定電化時間期間，只有回路中的電流數(shù)值變化保持在±5%之內(nèi)，才可獲得“穩(wěn)定狀態(tài)”值。在任何其他情況下進行的測試視為“表觀”。

十七、電阻率測定儀關(guān)鍵詞

直流電阻測試儀；絕緣電阻測試儀；表面電阻測試儀；表面電阻率測試儀；體積電阻測試儀；體積電阻率測試儀。