绝缘材料表面电阻率测试仪

型号：ZST-121

一  概述

　　本仪器既可测量超高电阻，又可测极微弱电流。采用了大规模集成电路以及0新的0技 术，使仪器体积小、重量轻、准确度高。以数字液晶显示电阻并同时直接显示流过被测电阻的电流。电阻量程从1×10⁴Ω ～1×10¹⁸Ω， 电流测量范围 为2 ×10^-4A ～1 ×10^-16A。机内测试电压为DC10V、50V、100V、250V、500V、1000V。

　　本仪器具有精度高、显示迅速、稳定性好、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，还能直接测量电流如电子器件暗电流等。

二  主要特点

  电阻测量范围 1×10⁴Ω ～1×10¹⁸ Ω；

  电流测量范围 2×10^-4Ａ ～1×10^-16Ａ；

  体积小、重量轻、准确度高；

  *的被测电阻、和流过电阻的电流双显示，使操作测量更加方便；

  性能稳定、读数方便；

  既能测电阻又能测电流；

  测试电压有六种选择DC10V、50V、100V、250V、500V、1000V；

  使用操作简便，在任何电阻量程和测试电压下均直接读显示数字结果，免去要乘以一个系数的麻烦，使测量超高电阻就如用万用表测量普通电阻样简便。

三  主要应用范围

   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；材料体电阻(率)和表面电阻(率)测量；电化学和材料测试,以及物理,光学和材料研究;微弱电流测量如光电效应和器件暗电流测量。

四 技术指标

　　　1.   电阻测量范围： 1×10⁴Ω ～1×10¹⁸Ω，分为十个量程。

　　　2.   电流测量范围为2×10^-4A ～1×10^-16A

　　　3.   全数字液晶屏显示。

　　　4.   准确度: 准确度优于下表

量程 有效显示范围 20～30℃ RH<80%

104 0.01~19.99 1%

105 0.01～19.99 1%

106 0.01～19.99 1%

107 0.01～19.99 1%

108 0.01～19.99 1%

109 0.01～19.99 1%

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

( 超出有效显示范围时误差有可能增加)测试电流准确度与电阻相同测试电压准确度为 10%

5. 使用环境: 温度 -10℃～50℃ 相对湿度<90%。

6. 测试电压: DC10V、50V、100V、250V、500V、1000V。±10%

7. 供电形式: AC 220V，50HZ，功耗约10W。

8. 仪器尺寸: 300ｍｍ× 280ｍｍ× 150 mm。

9. 质量: 约3.0KG。

 五  工作原理  

        根据欧姆定律，被测电阻R等于施加电压V除以通过的电流I。即   

V

R= ---

I

        传统的仪器的工作原理是测量电压V固定，通过测量流过被测物体的电流I以标定电阻的刻度来读出电阻值。从上式可以看出，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，所以普通的高阻计的精度是很难提高的。

       ZST-121体积、表面电阻率测定仪是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。 

电阻率测试

关于电阻率的基本概念

材料的导电性是用电阻率P （单位： 欧•米）或电导率。（单位：欧・1 •米・1） 来表示的。两者互为数，并且都与试 样的尺寸无关，而只决定于材料的性质。

电阻率用于表征材料的非导电能力，即 绝缘性能。

导体：p <10^A6Q-cm ；

绝缘体：p >10^a9 them；

半导体：10^A6<p <10^a9 Q-cm

基本概念

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。

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。

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。

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。

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。

二,塑料电阻率的测试原理

绝缘体的电阻测量基本上与导体的电阻测量相同，其电阻一般 都用电压与电流之比得到。现有的方法可分为三大类：直接法，比较法， 时间常数法。这里介绍直接法中的直流放大法，也称高阻计法。

将平板试样放在两电极之间，施于两电极上的直流电压和流过 电极间试样表面上的电流之比，为表面电阻；施于两电极上的直流电压和 流过电极间试样的体积内的电流之比为体积电阻。

超高电阻测试仪的主要原理如图1和图2。

图中：U 测试电圧（伏）Ro——输入电阻（欧》其上电压为U。（伏）Rx——被测试的绝缘电阻（欧）

Rx=Ro （U /U_o ）

三,实验仪器操作与试样

选用ZST-121型绝缘材料表面电阻率测试仪

该仪器工作原理属于进接法中的直流放大法，测量范E

10入6〜10A17Q,误差＜10%O

一般釆用三电极系统，圆板状三电极系统见

图3。测量体积电阻Rv时，保护电极的作用是使表面电流不通过测量仪表，并使测量 电极下的电场分布均匀。此时保护电极的正确接法见图4。测量表面电阻Rs时，保护 电极的作用是使体积电流减少到不影响表面电阻的测量。

试样及其预处理

式样

不同比例的聚丙烯与 碳酸囁混殲片 （巾100圆板，偿 2±0.2mm ） 共做5只

试样应平整、均匀、无 裂纹和机械杂质等缺陷。 用蘸有深剂（此溶剂应不 腐蚀试样）的绸布擦试； 把擦净的试样放在温度 23±2°C和相对湿度

65 ±5%的条件下处理24H

测试操作

使用前，面板上的各开关位置应如下：

a ）倍率开关置于灵敏度低档位置。

b） 测试电压开关置于“10/处

c） 〃放电•测试”开关置于“放电”位置。

d） 电源总开关（POWER）置于“关” o 司输入短路撤键置于“短路” O f）极性开关置于“0"。

liswwawoi 及小于10A.8 Q）时微电流可能会导致较大的误差。

•接通电源预热30分钟，将极性开关置于“+〃，此时可能发 现指示仪表的指针会离开“8力及“0〃处，这时可慢慢调 节"8”及“0〃电位器，使指针置于“8”及“0〃处。

•将被测试样用测量电缆线和导线分别与讯号输入端和测试 电压输出端连接。

•将测试电压选择开关置于所需要的测试电压档。

•将"放电•测试”开关置于“测试”档，输入短路开关仍 置于《短路"O

・对试样经一定备间的充电以后（视试样的容量大小而定， 一般为15秒。电容量大时，可适当延长充电时间），即可 将输入短路开关擞至“测量”进行读数，若发现指针很快 打岀满刻度，应立即撅输入短路开关，使其置于“短路”， 将“放电•测试"开关置于“放电"档，等查明原因并排 除故障后再进行测试。当输入短路开关置于测量后，如 发现表头无读数，或指示很少，可将倍率开关逐步升高， 数字显示依次为7、8、9、…直至读数清晰为止（尽量取仪 表上1〜10的那段刻度）。

羸驟艦 读数方法如下：表头指示为读数，数字显示为10的指数，单位W。用 不同电压进任测量吋，其电阻系数不一样，电阻系数标在电压值下方。

（4位翔&欧）乘以億拳开关所指示的倍率及测也电 压并关所指的系数（10V为0.01； 100V为0.1； 250V为0.25； 500V为0.5； 1000V为1）即为被测试样的绝缘电阻值。例如：读数为3S10八6W倍 率开关所指系数为108,测量电压为100V,则被测电阻值为： 亠

3.5' 10W' 10八8‘0.1 =3.5’ 10^13Wo在测试绝缘电阻时，如发现指针有 丕断上升的现象，这是由于电介质的吸收现象所致，若在很长时间内 未能鬟定，则一般情况下取接通测试开关后一分钟时齢读数作为试棒

一个试样测试完毕，即将输入短路揪键置于“短路”，测试电压控制 邮譎羸加縛黯mow纏" 曹曲雌邮邮心饕覆"将

（1） 试样与电极应加以屏蔽（将屏蔽箱合上盖子），否则，由于外来电磁 干扰而产生误差，甚至因指针的不稳定而无法读数。

（2） 测试时，人体不可接触红色接线柱，不可取试样，因为此时“放 电•测试”开关处在“测试位置”，该接线柱与电极上都有测试电压， 危险!!

（3） 在进行体积电阻和表面电阻测量时，应先测体积电阻再测表面电 阻，反之由于若料被极化而影嘎体积电阻。当材料连续多次测量后窖 殴瑯就髀无瞽站臓獭海彖 酒精内洁洗，烘干，辱冷却后再进行测量。

（4） 经过处理的试样及测量端的绝缘部分绝不能被脏物污染，以保证 实验数据的可靠性。

（5） 若发现指针很快打出满刻度，应立即将输入短路开关置于“短 路”，测试电压控制开关置于“关”，等査明原因并排除故障后再进 行测量。

（6） 当输入短路开关置于测量后，如果发现表头无读数，或指示很少， 可将倍率逐步升高。

（7） 若要重复测量时，应将试样上的残余电荷全部放掉方能进行。