体积表面电阻率测定仪（超高电阻测量仪）-ZST-121

一、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、显 示 方 式：数字液晶显示

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： 10V/50V/100/250/500/1000V 任意切换

8、供电形式： AC 220V，50HZ，功耗约5W

9、仪器尺寸： 285ｍｍ× 245ｍｍ× 120 mm

10、质量： 约5KG

二、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。

本仪器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(0)，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。

三、典型应用

1、测量绝缘材料电阻(率)

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、测量防静电鞋、导电鞋的电阻值

5、光电二极管暗电流测量

6、物理,光学和材料研究

四、符合标准：

GB/T 10581-2006 《绝缘材料在高温下电阻和电阻率的试验方法》

GB/T 1692-2008 《硫化橡胶 绝缘电阻率的测定》

GB/T 2439-2001《硫化橡胶或热塑性橡胶 导电性能和耗散性能电阻率的测定》

GB/T 12703.4-2010 《纺织品 静电性能的评定 第４部分：电阻率》

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》

测量技术的考虑和提高测量准确度的途径 ——针对绝缘材料等高阻样品

提纲 

1. 对试样和电极的要求 

1.1. 对试样的要求 

1.2. 二电极系统 

1.3. 三电极系统 

1.4. 对电极材料的要求 

2. 影响测量准确度的因素和提高测量准确度的途径

2.1. 气候条件的影响和确定 

2.2. 工作条件—电压、时间的影响和确定 

2.3. 环境条件—漏电流及外来干扰电势的影响

1. 对试样和电极的要求 

1.1.对试样的要求 

★GB1410-16规定了试样尺寸， 

★圆形平板试样，直径为φ100mm或φ50mm， 

★方形平板试样为100×100mm2或50×50mm2，

★管状试样为长100mm或50mm， 

★试样一般不小于3个。

★如果不是按照国标严格制备的样品，那么一般的制备原则是：试样尺寸应选择的大一些， 以便安装电极，同时克服材料不均匀性的影响。

1.2.二电极系统

★测量总电流，无法区分IV和IS，故而测到的是总电阻。 

★特点：简单，方便，用于要求不高的场合。 

★考虑到试样的不均匀性，为了使测得的数值真正反映材料的实际特性，电极的面积应大一些。

1.3.三电极系统

★为了克服二电极系统无 法区分IV和IS的缺点， 需采用三电极测量系统。

★在二电极系统上增加了 保护电极，各电极尺寸也有国标。 

★1 测量电极

★2 保护电极 

★3 待测样品

★4 高压电极

★在测量体电阻时，用测量电极(1)和高压电极(4)， 保护电极(2)接地；在测量面电阻时，用测量电极 (1)和保护电极(2)，高压 电极(4)接地。 

★由于有了保护电极，三电极系统在测量体电阻率时， 消除了面电导的影响；而测量面电阻率时又消除了 体电导的影响。

★电极尺寸的选择，应使得测量电极间的电场 尽可能均匀。 

★对于平板试样，应使保护电极与测量电极间 的间隙均匀，且尽可能的小，使测量电极边 缘的电场不均匀性减小。 

★保护电极的宽度至少应两倍于样品的厚度。 

★测量电极的尺寸要远大于样品的厚度。 

★高压电极应比保护电极内半径大2h 。 

★可参见相关的国家标准。

1.3.三电极系统（测量装置，绝缘）

★应用三电极系统测量时，测量装置通常是一个有 二个绝缘出线端的金属匣，样品放在其中。 

★匣子本身与保护电极相连。 

★如果线路上的保护电极接地，则匣接地。测量电极和高压电极均应用屏蔽线接入测量电路。 

★当测量线路要求高压电极接地时，则金属匣必须对地绝缘，并且为了消除感应电压的影响，应把它放在接地屏内。对于测量电路，此时测量电极的引线必须有双重屏蔽。

? 1 测量电极 ? 2 保护电极 ? 3 待测样品 ? 4 高压电极

            平板电极                             管形电极

1.4.对电极材料的要求

?电极与样品表面有良好的接触，其间没有空气 间隙、气泡、空气夹层，否则构成双层介质。 

?电极与材料在试验条件下不起变化，而且不影响被测介质的性能，更不能与介质起化学反应。 

?电极与试样有良好的导电性； 

?制作容易、安装方便、工作安全。

常用电极有 

块状金属电极☛：结构简单，使用方便，但是与试样接触不良。 

金属箔电极☛：与实验接触良好，适于不吸油的试样。表面致密 无孔洞，无法对试样进行正常化处理。 

银漆多孔☛：试样内部的潮气容易扩散出去，适合研究 材料绝缘电阻与温（湿）度关系。

常用的电极材料

喷涂或真空蒸发金属电极：与银漆特性相似 

导电橡皮电极：接触良好，适合潮湿环境测试，易氧化，不能用于高温测量。 

石墨电极：接触良好，制作方便，可用于高温测量，不能用于易吸水或吸油的试样。

导电液体电极（水银电极）：接触良好，水银有毒，不能用于连续测量和高温测量场合。

2. 影响测量准确度的因素和提高测量准确度的途径 2.1.气候条件的影响和确定 

※同样的材料在不同的温度、湿度下测得的结果也是不相同的。 

※因此必须在规定的温度和湿度条件下进行测 试。 

※如果偏离此条件，必须进行校正。

正常化处理（预处理）

定义：是为了消除试样在试验前条件与测试条件不一致而造成性能的差异，而对试样进行预处理的过程。

条件处理

※条件处理，为了考核材料能够耐受温度、湿度等各种因素影响的程度，或者测定材料在特定条件下的某种性能和变化规律，在试验前，将试样置于规定温度和湿度的大气中或*浸泡在水（或其它液体）中，放置规定时间的处理。 

※我国规定的常态实验：温度为20±5℃ ，相对湿度为65±5%

2.2.工作条件—电压、时间的影响和确定 稳定电流

※加电压后，试样中存在传导电流、充电电流（干 扰） 、吸收电流（干扰）。 

※充电电流在闭合电源后的很短时间就降为零。 

※吸收电流与待测绝缘介质材料特性有关，且随时间逐渐减小，最后接近于零。

※作电流时间曲线，在电流稳定后再测量。 

※实际中，一般材料在加电1分钟左右，电流趋于稳定。 

※通常规定，加电压1分钟后，再进行测量。

试验电压

※对于完整的理想绝缘介质材料，试验电压的大小与其绝缘电阻值无关。 

※实际材料总不可避免的存在杂质和缺陷，使所测得的绝缘电阻值随所加电压的增加而降低。 

※所以，对于每种材料都要规定测试电压的大小。

残余电荷与静电

※由于电解质的极化特性，在直流电场中介质与电极的分界面上将积聚有极化电荷，而在电极上相应地增加了自由电荷。 

※当外电场去除后，极化电荷逐渐消失，电极上的电荷随极化电荷的消失而缓慢减少。 

※实例：若试样先测体积电阻后立刻测表面电阻时，由于极化电荷的影响，可能使测得的表面电阻偏大，甚至高阻计指针反偏。

※绝缘介质材料在制造、加工和测试等过程中还可能产生静电，影响测量的准确性。 

※因此，在测量时为消除极化电荷和静电的影响，试样要*放电。

2. 影响测量准确度的因素和提高测量准确度的途径 

2.3. 环境条件—漏电流及外来干扰电势

▲外来电势按来源和性质可分为：外界强电场的干扰、接触电势、热电势、电解电势。 

▲测量前应首先检查有无外来电势的影响。

检查有无外来电势的一般方法

▲观察试样在施加电压前以及去除电压后指示 器有无偏转来确定。 

▲如有偏转，说明存在外来电势的影响。 

▲当偏转不大，可改变施加电源电压极性（正、 反向），测量两次取平均值。 

▲若外来干扰电势很大，须找出其原因，并设法消除。

2.3. 环境条件外界强电场的干扰

在超高阻测量时的影响比较显著。 

原理：通过杂散电磁耦合或者静电感应方式， 在测量回路中产生附加杂散电流，影响测量准确度。 

例子：比如用“高阻计法”测电阻，本来电 流就很小，再经放大，附加电流的影响就很大了。 

对策：在测量回路对外电场感应敏感的地方， 如测量电极引线、分流器及检流计等都应有

接触电势和热电势

接触电势：产生在元件连接处以及不同金属接触处（如测量端的短路开关），由于逸出功不同而产生接触电势。 

热电势：在温度很高时，由于热的不均匀性，在检流计、分流器等低阻回路中，将产生热电势（或温差电势）造成检流计零点漂移。 

▲通常热电势很小，接触电势可以通过改善接头来消除。

电解电势

▲在潮湿环境下或试样表面不清洁场合下，由于直流电场电解作用将在测量电极和保护电极之间产生，它可能达到较大的数值。 

对策：使试样表面保持清洁，并置于干燥大气中来减弱这种影响。

漏电流

▲测量线路的漏电流主要是各元件、开关、电极支架和检流计接线的绝缘电阻不高而形成分路作用，这些漏电流流经检流计将造成测量误差。

▲I1表示通过测量回路处于高压端各元件到测量端的漏电流；I2表示从测量端到接地端的漏电流。

▲漏电流I1存在，将使测得试样的电阻值偏小；而I2存在，将使得测量电阻值偏大。 

▲要减小I1，则必须提高R1，即提高高压端各绝缘支撑的绝缘电阻。但是，这受到限制，特别是测量高绝缘电阻的试样很难满足。

高绝缘电阻测试时抑制漏电流的措施

保护技术的原理： 

▲只有通过检流计的漏电流才能影响测量结果。 

▲将产生漏电流I1的所有高压部分的 元件放在具有金属夹层的双层绝缘体上，金属夹层接地。

在绝缘电阻测试中，必须检查有无漏电流存在。 

检查方法： 

▲断开试样测量端与分流器的连线，加上电源，合上所有开关，逐步增大检流计灵敏度，视指示器有无偏置； 

▲如有偏转，说明有漏电流通过指示仪器，必须找出原因并加以消除； 

▲检流计无偏转时才能进行正式测量。

绝缘材料绝缘电阻的测量方法

标准的演变： 

GB/1410-2006（2006-06-01——至今）固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法 

GB/1410-1989（1990-01-01——2006-06-01）固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法 

GB/1410-78（更早）固体电工绝缘材料绝缘电阻、体积电阻系数和表面电阻系数试验方法

标准截图

关键词：体积表面电阻率测定仪（超高电阻测量仪），体积电阻率测试仪，表面电阻实验