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。
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力范圍和有限起電時間，同時規(guī)定了樣本結構和電極幾何形狀。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　　電絕緣相關術語

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用場合設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，如果結果確實可疑，則應考慮通常使用的測量設備的局限性。

　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。

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

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備和試驗樣本之間進行電連接。如果試驗樣本遠離試驗設備一段距離，或者試驗樣本在濕熱條件下進行測試，或者樣本電阻預期相對比較高（10¹⁰～10¹⁵ohms），則試驗設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——采用任何設備（設備具有±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備的特征。確定V_s誤差的較關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。采用新式精心設計放大器或靜電計，增益穩(wěn)定性通常不是關注的問題。采用現(xiàn)有的技術，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鍵因素。只要精心設計換流器型放大器，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，同時假設電流靈敏度與偏移無關。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。靜電計開關打開的時間長短和采用的刻度應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：

試驗樣本形狀應允許使用第三個電極，當必要時，以避免來自表面效應的誤差。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至少為4倍的規(guī)定厚度。間隙寬度應足夠大，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電極應在所有點可延伸到No.2電極內(nèi)側邊緣至少兩倍的樣本厚度。

對于管狀樣本，前列電極應包圍樣本外側，同時電極軸向長度應至少為4倍的樣本壁厚。間距寬度相關考慮與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。