表面電阻率測定儀

為準確測量體積電阻和表面電阻，一般采用三電極系統，圓板狀三電極系統見圖3。測量體積電阻Rv時，保護電極的作用是使表面電流不通過測量儀表，并使測量電極下的電場分布均勻。此時保護電極的正確接法見圖4。測量表面電阻Rs時，保護電極的作用是使體積電流減少到不影響表面電阻的測量。

圖4  體積電阻Rv和表面電阻Rs測量示意圖

3.2    試樣及其預處理

試樣

不同比例的聚丙烯與碳酸鈣共混物樣片(φ100圓板，厚2±0.2mm)5只

預處理

試樣應平整、均勻、無裂紋和機械雜質等缺陷。用蘸有深劑(此溶劑應*試樣)的綢

布擦試；把擦凈的試樣放在溫度23±2℃和相對濕度65±5%的條件下處理24小時。測量表面電阻時，一般不清洗及處理表面，也不要用手或其他任何東西觸及。

4  實 驗

4.1  準備

使用前，面板上的各開關位置應如下：

ａ) 倍率開關置于靈敏度zui低檔位置。

ｂ) 測試電壓開關置于“10V"處

c) “放電-測試"開關置于“放電"位置。

d) 電源總開關(POWER)置于“關"。

e) 輸入短路撳鍵置于“短路"。

f) 極性開關置于“0"。

檢查測試環境的濕度是否在允許的范圍內。尤其當環境濕度高于80%以上時，對測量較高的絕緣電阻(大于10 11Ω及小于10-8 A)時微電流可能會導致較大的誤差。

接通電源預熱30分鐘，將極性開關置于“+"，此時可能發現指示儀表的指針會離開“∞"及“0"處，這時可慢慢調節“∞"及“0"電位器，使指針置于“∞"及“0"處。

4.2   測試

將被測試樣用測量電纜線和導線分別與訊號輸入端和測試電壓輸出端連接。 將測試電壓選擇開關置于所需要的測試電壓檔。 將“放電-測試"開關置于“測試"檔，輸入短路開關仍置于“短路"。對試樣經一定時間的充電以后(視試樣的容量大小而定，一般為15秒。電容量大時，可適當延長充電時間)，即可將輸入短路開關撳至“測量"進行讀數，若發現指針很快打出滿刻度，應立即撳輸入短路開關，使其置于“短路"， 將“放電-測試"開關置于“放電"檔，等查明原因并排除故障后再進行測試。 當輸入短路開關置于測量后，如發現表頭無讀數，或指示很少，可將倍率開關逐步升高，數字顯示依次為7、8、9、…直至讀數清晰為止(盡量取儀表上1～10的那段刻度)。通過旋轉倍率旋鈕，使示數處于半偏以內的位置，便于讀數。測量時先將RV/RS轉換開關置于RV測量體積電阻，然后置于RS測量表面電阻。讀數方法如下：表頭指示為讀數，數字顯示為10的指數，單位W。用不同電壓進行測量時，其電阻系數不一樣，電阻系數標在電壓值下方。將儀表上的讀數（單位為兆歐）乘以倍率開關所指示的倍率及測試電壓開關所指的系數（10V為0.01；100V為0.1；250V為0.25；500V為0.5；1000V為1）即為被測試樣的絕緣電阻值。例如：讀數為3.5′106W倍率開關所指系數為108，測量電壓為100V，則被測電阻值為：3.5′106′108′0.1 =3.5′1013W。 在測試絕緣電阻時，如發現指針有不斷上升的現象，這是由于電介質的吸收現象所致，若在很長時間內未能穩定，則一般情況下取接通測試開關后一分鐘時的讀數作為試樣的絕緣電阻值。

一個試樣測試完畢，即將輸入短路撳鍵置于“短路"，測試電壓控制開關置于“關"后，將方式選擇開關撥向放電位置，幾分鐘后方可取出試樣。對電容量較大的試樣者需經1分鐘左右的放電，方能取出試樣，以免受測試系統電容中殘余電荷的電擊。。若要重復測試時，應將試樣上的殘留電荷全部放掉方能進行。

然后進入下一個試樣的測試：為了操作簡便無誤，測量絕緣材料體積電阻(Rv)和表面電阻(Rs)時采用了轉換開關。當旋鈕指在Rv處時，高壓電極加上測試電壓。保護電極接地，當旋鈕指在Rs處時，保護電極加上測試電壓，高壓電極接地。 儀器使用完畢，應先切斷電源，將面板上各開關恢復到測試前的位置，拆除所有接線，將儀器安放保管好。

4.3   注意事項

（1）試樣與電極應加以屏蔽(將屏蔽箱合上蓋子)，否則，由于外來電磁干擾而產生誤差，甚至因指針的不穩定而無法讀數。

（2）測試時，人體不可接觸紅色接線柱，不可取試樣，因為此時“放電-測試"開關處在“測試位置"，該接線柱與電極上都有測試電壓，危險!!

（3）在進行體積電阻和表面電阻測量時，應先測體積電阻再測表面電阻，反之由于材料被極化而影響體積電阻。當材料連續多次測量后容易產生極化，會使測量工作無法進行下去，出現指針反偏等異常現象，這時須停止對這種材料測試，置于凈處8h-10h后再測量或者放在*內清洗，烘干，等冷卻后再進行測量

（4）經過處理的試樣及測量端的絕緣部分絕不能被臟物污染，以保證實驗數據的可靠性。

（5）若發現指針很快打出滿刻度，應立即將輸入短路開關置于“短路"，測試電壓控制開關置于“關"，等查明原因并排除故障后再進行測量。

（6）當輸入短路開關置于測量后，如果發現表頭無讀數，或指示很少，可將倍率逐步升高。

（7）若要重復測量時，應將試樣上的殘余電荷全部放掉方能進行。

數據處理

體積電阻率ρv

ρv=Rv(A/h)，

A=(π/4)·d22=(π/4)(d1+2g)2         (3)

式中，ρv ——體積電阻率(Ω·m)，

Rv ——測得的試樣體積電阻(Ω)，

A ——測量電極的有效面積(m2)，

d1 ——測量電極直徑(m)，

ｈ ——絕緣材料試樣的厚度(m)，

g ——測量電極與保護電極間隙寬度(m)，

表面電阻率ρv

ρs=Rs(2π)/㏑(d2/d1)          (4)

式中，ρv ——表面電阻率(Ω)，

Rs ——試樣的表面電阻(Ω)，

d2 ——保護電極的內徑(m)，

d1 ——測量電極直徑(m)。

需要的數據

d1 = 5 cm

d2 = 5.4 cm

h = 0.2 cm

g = 0.2 cm