表面体积电阻率的标准测试方法
绝缘材料的直流电阻率或电导率的标准测试方法该标准发布在名为D 257的标准文件中；紧跟标准文件名称后的数字表示最初采用的年份，对于修订版本而言，表示最近一次修订的年份。括号里的数字表示最近一次通过审批的年份，上标ε表示自从最后一次修订或通过审批以来的编辑性的修改。
1、适用范围
1.1这些测试方法涵盖了直流绝缘电阻率、体积电阻率和表面电阻率的测量步骤。
通过试样、电极的几何尺寸和这些测量方法可以计算得到电绝缘材料的体积和表面电阻，同时也可以计算得到相应的电导率和电导。
1.2这些测试方法不适用测量适度导电的材料的电阻和电导。采用测试方法
D4496来表征这类材料。
1.3这个标准描述了测量电阻或电导的几种可替换的方法。最适合某种材料的测
试方法是采用适用于该材料的标准ASTM测试方法，而且这种标准测试方法定义了电压应力的极限值和有限的通电时间，以及试样的外形和电极的几何形状。这些单个的测试方法能更好的表示出结果的精度和偏差。
1.4测试步骤出现在下列部分中：
测试方法或步骤部分
计算13
测试仪器和方法的选择7
清洁固体试样10.1
试样的处理11
屏蔽电极的有限区域附录X2
电极系统 6
影响绝缘电阻或电导测量的因素附录X1
湿度控制11.2
液体试样和电池9.4
精度和偏差15
电阻或电导测量的步骤12
参考文件 2
报告14
取样8
意义和使用 5
试样安装10
测试方法总结 4
专业术语 3
绝缘材料表面、体积电阻或电导的测试试样9
典型测试方法附录X3
1.5 这个标准并没有列出与其应用相关的所有安全方面的考虑。使用该标准的用户需要建立适当安全、健康的操作规范和确立使用前监管限制的适用范围。
2、参考文件
2.1 ASTM标准
D150 电绝缘固体的交流损耗特性和介电常数的测试方法
D374 电绝缘固体的厚度的测量方法
D1169 电绝缘液体的电阻率的测试方法
D1711 与电绝缘体相关的术语
D4496 适度导电材料的直流电阻和电导的测试方法
D5032 通过水甘油溶液保持恒定相对湿度的做法
D6054 处理测试用电绝缘材料的方法
E104 通过水溶液保持恒定的相对湿度的做法
3、术语
3.1 定义——下列定义来自于术语D1711中，并被应用到本标准所使用的术语中。
3.1.1 电导，绝缘，n——两电极之间（或试样中）总的体积和表面电流与两电极间直流电压之比。
3.1.1.1 讨论——绝缘体的电导是其电阻的倒数。
3.1.2 电导，表面，n——两电极间（试样表面）的电流与两电极间的直流电压之比。
3.1.2.1 讨论——（一些体积电导不可避免的包含在实际的测量中）表面电导是表面电阻的倒数。
3.1.3 电导，体积，n——两电极间试样体积范围内的电流与两电极间直流电压之比。
3.1.3.1 讨论——体积电导是体积电阻的倒数。
3.1.4 电导率，表面，n——表面电导乘以试样的表面尺寸比（电极间的距离除以电极的宽度，这规定了电流路径），如果两电极位于正方形材料的对边上，表面电导率在数值上等于两电极间的表面电导。
3.1.
4.1 讨论——表面电导率用西门子来表示，通常为西门子/平方（正方形材料的尺寸与材料属无关）。表面电导率是表面电阻率的倒数。
3.1.5 电导率，体积，n——体积电导乘以试样的体积尺寸比（电极间的距离除以电极的截面积），如果电极位于单位立方体相对的面上，体积电导率在数值上等于两电极间的体积电导。
3.1.5.1 讨论——体积电导率的单位是S/cm或S/m，体积电导率是体积电阻率的倒数。
3.1.6 适度导电，adj——描述体积电阻率在1到10000000Ω-cm的固体材料。3.1.7 电阻，绝缘，R i，n——施加在两电极间（或在试样上）的直流电压与它们之间的总体积和表面电流之比。
3.1.7.1 讨论——绝缘电阻是绝缘电导的倒数。
3.1.8 电阻，表面，R s，n——施加在两电极间（试样表面）的直流电压与它们之间的电流之比。
3.1.8.1 讨论——（一些体积电阻不可避免的包含在实际的测量结果中）表面电阻是表面电导的倒数。
3.1.9 电阻，体积，Rv，n——施加在两电极间（或在试样中）的直流电压与它们之间的试样中的电流之比。
3.1.9.1 讨论——体积电阻是体积电导的倒数。
3.1.10 电阻率，表面，ρs，n——表面电阻乘以试样的表面尺寸比（电极宽度除以电极间的距离，规定了电流路径），如果两电极位于正方形材料的对边上，表面电阻率在数值上等于两电极间的表面电阻。
3.1.10.1 讨论——表面电阻率用欧姆表示，通常为欧姆/平方（正方形材料的尺寸与材料属无关）。表面电阻率是表面电导率的倒数。
3.1.11 电阻率，体积，ρv，n——体积电阻乘以试样的体积尺寸比（两电极间试样的截面积除以电极间的距离），如果电极位于单位立方体相对的面上，体积电阻率在数值上等于两电极间的体积电阻。
3.1.11.1 体积电阻率的常用单位是Ω-cm或Ω-m。体积电阻率是体积电导率的倒数。
4、测试方法概述
4.1 材料样品或电容器的电阻或电导是通过测量规定条件下的电流或电压降得到的。通过使用合适的电极系统有可能分别测量表面和体积电阻或电导。当所需的试样和电极尺寸已知时，电阻率和电导率可以通过计算得到。
5、意义和使用
5.1 绝缘材料被用来隔绝电气系统中的部件和将部件与地隔绝，同时也为部件提供力学支撑。为了达到这个目的，希望部件的绝缘电阻在与可承受的力学、化学和耐热性一致的前提下能够尽可能的高。由于绝缘电阻或电导包含了体积和表面电阻或电导，当试样与电极与其实际使用过程中的形状相同时，测量值最为有用。表面电阻或电导随湿度变化很快，然而体积电阻或电导却变化很慢，尽管体积电阻或电导最终的变化可能更大。
5.2 电阻率或电导率能用来间接预测一些材料的低频介质击穿和介质损耗角，电阻率和电导率经常被用来间接地表征含水量、固化度、机械连接和各种类型的材料退化。这些间接测量的有效性取决于理论或实验研究相关联的程度。表面电阻的下降可能导致电介质击穿电压的升高，因为电场强度降低了，或者导致电介质击穿电压的降低，因为应力作用的面积减小了。
5.3 所有的绝缘电阻或电导取决于充电时间和施加的电压值（平常的环境变量除外）。这点必须清楚的知道，才能保证电阻和电导的测量值有意义。在电气绝缘材料行业内，表观电阻通常指任意充电时间下得到的电阻值。见X1.4
5.4 体积电阻率或电导率可以从电阻和尺寸数据中计算得到，这有助于设计具体应用中的绝缘体。电阻率或电导率随温度和湿度的变化可能很大，而且为具体工作条件设计时，必须注意这点。体积电阻率和电导率的测定经常用来检查绝缘材料与其工艺相关的均匀性，或者用来检测影响材料质量而又不容易被其他方法检测到的导电杂质。
5.5 在一般实验条件下，如果通过试样上测得的数据计算出的电阻率高于1021Ω·cm（1019Ω·m），那么该结果的有效性是值得怀疑的，因为常用的测试设备是有局限性的。
5.6 表面电阻和电导不能被精确测量，只能得到近似值，因为一些体积电阻和电导始终包含在测量结果中。表面电阻和电导的测量值也会受到表面污染的影响。表面污染及其积累速率受到很多因素的影响，包括静电和界面张力。这些可能影响表面电阻率。当涉及到污染时，我们认为表面电阻率或电导率与材料属性有关，但是在通常意义上表面电阻率或电导率不是电绝缘材料的一种材料属性。
6、电极系统
6.1 制作电极的绝缘材料应该是一种容易应用、能与试样表面亲密接触，而且不因电极电阻或试样污染而引起明显误差。在测试条件下，电极材料应该能耐腐蚀。对于组装试样的测试，例如通孔套管、电缆等等，采用的电极是试样的一部分或者是它的配件，绝缘电阻或电导的测量包含电极污染或配件材料的影响，而且在实际使用中一般与试样性能有关。
6.1.1 接线柱和锥形针电极，图1和图2，提供了一种在刚性绝缘材料上施加电压来测量其电阻和电导性质的方法。这些电极在某种程度上模拟实际的使用条件，例如仪表盘和接线板上的接线柱。在绝缘材料的层压板表面树脂含量很高的情况下，采用锥针形电极得到的绝缘电阻可能比采用接线柱电极得到的小一些，这是锥形针电极与绝缘材料的接触更加紧密。测得的电阻或电导值受每根锥形针与绝缘材料接触、针的表面粗糙度以及绝缘材料上孔洞平滑度的影响。从不同试样得出结果的重复性不好。
图1 固体平板试样的接线柱电极
A.平板试样
B.管状试样
C.棒状试样
图2 锥形针电极
6.1.2 图3中金属条的主要设计目的是评价弹性胶带和很薄的固体试样的绝缘电阻和电导，这是一种非常简单和方便的控制电气质量的方法。当绝缘材料的宽度比厚度大得多时，这种布置在获得表面电阻或电导的近似值方面能够取得更加令人满意的效果。
侧视图
端视图
图3 胶带和固体平板试样的条形电极
6.1.3 具有商业应用的银漆（图4，图5和图6）具有很高的导电性，不论是空气干燥还是低温干燥的品种都具有能让水气渗透通过的多孔结构，因此施加电极后能对测试试样进行特定的条件处理。在研究电阻受湿度的影响和随温度的变化方面，这是一项非常有用的特征。然而，在使用导电涂料作为电极材料之前，必须确保涂料中的溶剂不会腐蚀材料，从而改变它的电气性质。配置好的刚毛刷可能会使保护电极获得相当平滑的边缘。然而，对于圆形电极，刻线圆盘和画电极轮廓线的银漆以及刷子包围区域的填料的使用使保护电极的边缘更加锋利。测试时可能会使用到一条窄的屏蔽胶带，避免了使用的压敏胶合剂污染试样表面。如果电极漆是喷射在上面的，可能还会使用到夹紧的外罩。
图4 测试体积和表面电阻或电导的平板试样
6.1.4 如果喷镀金属能与测试试样之间形成良好的粘接，测试时可能会使用它（图4，图5和图6）。薄喷电极在能尽快投入使用方面具有一些优势，其多孔结构可能使试样能进行调整处理，但这点需要证实。必须使用窄带胶带或夹紧外罩使保护和被保护电极之间产生一条缝隙，使用不污染缝隙表面的胶带。
6.1.5 蒸发金属可能使用在与6.1.4中相同的条件下。
6.1.6 金属箔（图4）可能会被应用到试样表面作电极。用于电介质电阻或电导研究的金属箔的一般厚度是6-80μm。铅箔和锡箔最为常用，而且经常使用最少量的凡士林、硅油、油或其他合适的粘接材料将其粘接在测试试样上。这种电极在应用时需要通过足够平顺的压力消除所有的褶皱，而且在箔纸边缘多出的胶粘剂可以通过拭擦纸清理干净。一种非常有效的方法是用一个又硬又窄的滚筒（10-15mm宽）在表面向外滚动，直到滚筒在试样上没有留下明显的痕迹。该
技术仅在具有平坦平面的试样上才能取得满意的效果。谨慎操作可使胶粘剂的膜厚减小到2.5μm。由于薄膜与试样串联，这将导致测量电阻过高。这个误差对于厚度小于250μm的低电阻率试样可能过大。硬滚筒也可以将尖锐颗粒压进或穿过薄膜（50μm）。箔电极不具有孔隙结构，因此使用该电极将不会导致测试试样受环境影响。在温度上升时，胶粘剂可能会失去其有效性，这就迫切需要使用备份金属平板。在合适的切割机的帮助下，可以从电极上切下一适当宽度的窄条形成保护电极和被保护电极。这种三端试样一般不能用来进行表面电阻和电导测量，因为油脂仍然残留在缝隙表面。想要在不影响电极邻近的边缘的前提下清理整个缝隙的表面是非常困难的。
6.1.7 可以将分散在水或其他合适介质中的胶体石墨（图4）刷在无孔的薄片绝缘材料上形成风干的电极。可能会用到屏蔽胶带和夹紧的外罩（6.1.4）。这种电极材料的使用需要满足下列所有条件：
6.1.
7.1 测试材料必须保证石墨涂层在测试前不会发生剥离。
6.1.
7.2 测试材料必须不容易吸收水分。
6.1.
7.3 对试样的处理必须在干燥的气氛中（程序B，实行D6054），而且测量必须在相同的气氛下进行。
图5测试体积和表面电阻或电导的管状试样
A-平板试样
B-管状或棒状试样
图6 导电漆电极
6.1.8 液态金属给出的测量结果令人满意，而且可能是有效电阻测量中获得与试样必要接触的最好方法。液态金属形成的上部电极应该受到不锈钢圈的限制，通过在离液态金属较远的一侧刨边使每个钢圈较低的边缘变得尖锐。图7和图8
是两种可行的电极配置。
6.1.9 平板金属（图4）可以被用来测试常温和高温下的韧性材料和可压缩材料。它们可能是圆形或矩形的。为了保证与试样的紧密接触，通常需要相当大的压力。研究发现140-700KPa的压力能取得满意的效果（见材料规格）。
6.1.9.1 在某些电池设计中发现将平板金属电极系统进行改进可以用来测量油脂或填料混合物。这些电池是预先装配的，而且要么将测试材料加入固定电极之间的电池中，要么将电极插入材料中直至电极间距达到预先确定的值。这些电池中电极的布置导致有效的电极区域和电极间距很难测量，每个电池常数K（与表一中的A/t因子等价）都能从下面的等式中获得：
K=3.6πC=11.3C （1）其中：K的单位是厘米
C的单位是微微法拉，表示以空气为电介质的电极系统的电容，C的测试
方法见测试方法D 150。
表一电阻率或电导率的计算
符号：
A=采用特定布置下，测量电极的有效面积。
P=采用特定布置下，被保护电极的有效周长。
Rv=实测体积电阻，单位欧姆。
Gv=实测体积电导，单位西门子。
Rs=实测表面电阻，单位欧姆。
Gs=实测表面电导，单位西门子。
t=试样的平均厚度。
D0，D1，D2，g，L=图4和图6中表明的尺寸（g的修正见附录X2）。a,b=矩形电极的边长。
ln=自然对数
所有试样尺寸均以厘米为单位。
图7 固体平板试样的液体金属电极
6.1.10 如图4，导电橡胶已作为电极材料使用，而且具有很快速和容易加在试样上以及从试样上移除的优点。由于电极仅在测试时使用，因此并不妨碍试样受环境影响的过程。导电橡胶材料必须置于适当的金属盘上，而且必须足够柔软，这样在施加适当压力时，电极与试样能获得有效的接触。
注解1——有证据表明用导电橡胶电极获得的电导率值总比锡箔电极获得的小20-70%。当只要求数量级的精确性的时候，而且接触误差能忽略时，一组适当设计的导电橡胶电极能提供一种快速测定电导率和电阻率的方法。
6.1.11 测试电线和电缆的绝缘性时，水被广泛的用作电极。试样的两端必须露出水面，而且沿着绝缘物渗漏的长度可以忽略。是否需要在试样的每一端施加保护，可以参考特定电线和电缆的测试方法。为了实现标准化，可以向水中加入氯化钠形成浓度为1.0-1.1%的氯化钠溶液，从而保证足够的导电性。已有报道证实在温度为100℃左右的测量是可行的。
图8 薄片材料的液态金属电池
7、仪器设备的选择和测试方法
7.1 电源——需要稳定的直流电压（见X1.7.3）。经证实，电池或其他的稳定直流电压适合使用。
7.2 保护电路——不论是用两个电极（没有保护）测量绝缘材料的电阻或是用三端系统（两个电极加上保护），都需要考虑测试仪器和测试试样之间的电气连接。如果测试试样离测试仪器有一段距离，或测试试样在潮湿环境下测试，或试样的电阻相对较高（1010-1015欧姆），在测试仪器和测试设备之间很容易存在寄生阻力路径。保护电路可以最小化这些寄生路径的干扰（见X1.9）。
7.2.1 有保护电极——用同轴电缆（其核连到被保护电极上，保护层连到保护电极上）在测试设备和测试试样之间建立保护良好的连接。此处并没有强制使用同轴电缆（其保护层连到保护电极上）作为无保护的导线（或见7.2.2），虽然其使用能减小背景噪声（见图9）。
图9 体积和表面电阻率测试时被保护电极的连接（体积电阻连接图）
7.2.2 无保护电极——用同轴电缆，其核连到一个电极上，保护层距离连核导线的终点约1cm左右（见图10）。
7.3 直接测量——用任何具有所需灵敏度和精度（通常10%足够）的设备都可以测量固定电压下通过试样的电流。有效的测量电流的设备包括静电计、带指示表的直流放大器以及电流计。附录X3中给出了典型的测量方法和电路。如果测试设备的刻度直接以欧姆为单位，测量电阻将不需要通过计算。
7.4 对比法——可能会使用惠斯特通桥回路来对比试样和标准电阻器的电阻（见附录X3）。
7.5 精度和偏差的考量：
7.5.1通用——作为一项仪器选择的指南，相关的注意事项已总结列出在表二中，但这并不意味着所举例子是唯一合适的选择。该表无意指出各种方法本身灵敏度的极限和偏差，而是现代设备存在的明显的极限范围。在任何情况下，只有通过仔细的挑选和组合使用仪器设备，才能达到或超越这种极限。必须强调的是，考虑的误差仅仅是仪表误差。而附录X1中讨论的误差是完全不同的。其与后者的联系是，表二的最后一列列出了采用各种方法通过被保护电极和保护系统间绝缘
电阻分流的电阻值。一般说来，该电阻值越小，不适当的分流引起偏差的概率越小。
注解2——不管采用何种测量方法，只有通过仔细分析所有的数据来源和误差，才能获得最高的精度。从电路组成元件出发建立测量方法或者获得完全集成的设备都是可行的。一般情况下，采用高灵敏度电流计的测量方法比采用指示表和记录仪的方法需要更加稳固的安装。采用诸如电压表、电流计、直流放大器和静电计等指示器件的方法需要最低程度的人工调试，而且方便读数，但是实验人员需要在某一特定时间读数。惠斯通电桥（图X 1.4）和电位计方法（图X1.2(b)）要求实验人员在保持平衡时聚精会神，但是特定时间的设置可以再空余时间读取。
图10 体积和表面电阻率测试时无保护电极的连接（表面电阻连接图）
表二设备及其使用条件
7.5.2 直接测量：
7.5.2.1 电流计-电压计通过电流-电压法测量电阻的最大误差百分率是电流计指示、电流计易读性和电压计指示的误差百分率的总和。例如：对于灵敏度为每刻度500pA的电流计，将500V的电压施加到40GΩ（电导25pS）的电阻上时，电流计将偏离25个刻度线。如果该偏差能读到最近的0.5个刻线，而且标定误差是观测值的±2%，合成的电流计误差不会超过±4%。如果电压表的误差是满刻度的±2%，电压表的读数达到满刻度时，测量电阻的最大误差是±6%，当电压表的读数达到满刻度的1/3时，测量电阻的最大误差是±10%。满刻度附近读数的吸引力是显而易见的。
7.5.2.2 电压计-电流计计算值中最大的误差百分率是电压Vx、Vs和电阻Rs误差百分率的总和。Vs和Rs的误差一般更加取决于使用设备的特征而不是具体的测试方法。决定Vs误差的最重要因素是指示误差、放大器零点漂移以及放大器增益的稳定性。当拥有现代设计良好的放大器或静电计，增益稳定性通常就显得不那么重要了。在现有的技术手段下，直流电压放大器或静电计的零点漂移不能被消除，但是却可以变得足够慢，这点对于测量过程比较重要。对于设计良好的转化器型的放大器，零点漂移几乎是不存在的。所以，图X1.2(b)中的无效方法在理论上比采用指示器和提供精确电位计电压的方法误差更小。Rs的误差在一定程度上取决于放大器的灵敏度。对于给定电流的测量，放大器的灵敏度越高，越有可能低估电阻值，测量过程中可以使用高精度的绕线标准电阻器。这种放大器可以得到，偏差为±2%的100 GΩ标准电阻也可以获得。如果10mV电压输入放大器和静电计产生的满刻度偏差不超过2%，那么施加500V电压，当电压计达到满刻度时，测量5000TΩ电阻的最大误差为6%，当电压计达到1/3满刻度时，测量测量5000TΩ电阻的最大误差为10%。
7.5.2.3 比较式检流计
计算电阻或电导的最大百分误差由Rs的百分误差、检流计的偏差或放大器读数和电流敏感度独立于偏差的假设总和给出。后面的假定是正确的，在一个良好的、现代检流计（对于一个直流电流放大器而言，1/3刻线的偏向）的有用量程（超过1/10满刻度）范围内误差为2%。Rs的误差取决于使用电阻器的类型。但是，误差低至0.1%的1MΩ的电阻值也可以测量得到。当检流计和直流放大器在满刻度偏转时灵敏度可达10nA时，将500V的电压施加到5TΩ的电阻上产生1%的偏差。在此电压下，由于具有前述的标准电阻以及Fs=105，ds值大约为满刻度偏转的一半，其读数误差不超过±1%。如果dx大约是满刻度偏转的1/4，其读数误差不会超过±4%，可以测量200GΩ量级的电阻，且最大偏差不超过±5.5%。
7.5.2.4 电压变化率
测试结果的精确度直接与施加电压的测量的精度和静电计读数随时间的变化率成正比，静电计开关开启的时间以及所采用的刻度范围应使时间能精确测定和得到满刻度读数。在这些条件下，精度能与其他测量电流的方法相比。
7.5.2.5 比较电桥——当探测器具有足够的灵敏度，计算电阻的最大百分误差是电桥各臂A、B和N百分误差的总和。当探测器的灵敏度是1mV每刻度线时，在电桥上施加500V的电压，R N=1GΩ，1000TΩ的电阻将会产生1刻度线的检测偏差。假设忽略误差R A和R B，R N=1GΩ，且其偏差为±2%，电桥与探测器的刻度线相称，此时可以测量100TΩ的电阻，且最大偏差为±6%。
7.6 许多制造商都能提供满足这种方法要求的组件或专用系统，可以参考已经提供仪器信息的系列公司的设备数据库。
8、取样
参考适用材料规范作为取样的依据。
9、测试试样
9.1 绝缘电阻或电导的测定
9.1.1 当试样在实际使用中具有外形、电极和装配的要求时，测量取最大值。套管、电缆和电容器是一组典型的例子，测试电极作为试样的一部分以及试样正确安装的方式。
9.1.2 对于固体材料，测试试样可能是任何实用的形式。最长使用的试样是平板、带、棒和管。图2中的电极配置可用于平板、棒、或内径超过20mm的硬管。图3中的电极配置可用于片状材料的条或韧性的带。对于刚性的条状试样，可能不需要金属支撑。图6中的电极配置可用于平板、棒或管。用不同的电极配置比较材料经常是没有确切结果的，而且也是应该避免的。
9.2 体积电阻或电导的测定
9.2.1 测试试样可能具有任何实用的形式，必要时，可允许使用第三根电极来避免表面效应引起的误差。测试试样可能是平板、带或管的形式。图4、图7和图8阐述了应用于平板或片状试样的电极配置。图5是管状试样上3个电极的径向截面积，其中1号电极是被保护电极，2号电极是由每个1号电极末端的圆环组成的保护电极，两个环之间通过电路导通，3号电极是未保护电极。对于可忽略表面渗漏的材料，而且仅仅测试其体积电阻，可以省略保护圆环的使用。在测试试样厚度为3mm的情况下，方便且适用于图4的合适尺寸如下：D3=100mm，D2=88mm，D1=76mm；或者D3=50mm，D2=38mm，D1=25mm。在给定的灵敏度下，对于高电阻率材料而言，大尺寸试样的测试结果更加精确。
9.2.2 按照与测试材料有关的测试方法之一D374测量试样的平均厚度。测试的关键点是均匀分布测量电极覆盖的区域。
9.2.3 电极没有必要一定具有如图4所示的圆形对称结构，虽然这种结构十分方便。被保护电极（1号）可以是圆形、方形或矩形，当需要计算体积电阻率或电导率所需的被保护电极的有效面积时，可以具有现成的计算结果。圆形电极的直径、方形电极的边长或矩形电极的短边，至少是试样厚度的4倍。1号电极和2号电极之间的间隙宽度应该足够大，这样才不至于由于两电极间的表面渗漏引起测量过程的误差（这对于诸如静电计之类的高输入阻抗仪器尤其重要）。如果间隙是试样厚度的两倍，如9.3.3中所提及的那样，以便于试样可以用来测定表面电阻和表面电导，由于电极延伸到间隙的中心，可以精确地测定1号电极的有效面积。如果在特殊条件下，需要更精确的测定1号电极的有效面积，通过附录
X2可以获得间隙宽度的修正值。3号电极可以具有任意形状，使其所有点至少离2号电极的内边缘的距离至少为试样厚度的2倍。
9.2.4 对于管状试样，1号电极应包围试样外侧，而且其轴线长度至少是试样壁厚的4倍。关于间隙宽度的注意事项与9.2.3中所述一样。2号电极由管状试样两端的环绕电极组成，这两部分通过外部电路连接。这些部分的轴向长度至少应是试样壁厚的2倍。3号电极必须覆盖试样的内表面，轴向长度必须超过间隙外侧边缘至少2个试样壁厚，管状试样（图5）可能采取绝缘线的形状或者电缆的形状。如果电极长度超出试样厚度的100倍，被保护电极的端部效应可以忽略不计，而且也不需要精确控制保护电极之间的间距。因此，当水作为1号电极时，1号电极和2号电极之间的间距可能只有几厘米，使电极之间存在足够的表面电阻。在这种情况下，没有对间隙宽度做修正。
9.3 表面电阻或电导的测定
9.3.1 测试试样可以具有任何实际的形状，与具体物体相一致，例如平板、带或管。
9.3.2 图2和图3的配置是为体积电阻与其表面高度相关的试样所设计的。然而，对于刚性带而言，模塑和机械加工表面的组合一般使得到的结果不具有确定性。当应用于宽度远大于厚度的试样时，图3的配置更加令人满意，因为切割边缘效应更小。因此，这种配置更适合于测试条带之类的薄试样，而不是测试相对较厚的试样。若没有考虑到前文所述的局限性，图2和图3的配置不能用来测定表面电阻和电导。
9.3.3 图4、图6和图7的三电极配置可用于材料对比。1号电极和2号电极间的表面间隙的电阻或电导可通过采用1号电极作被保护电极、2号电极作保护电极和3号电极作未保护电极直接测定得到。如此测定得到的电阻或电导实际上是1号电极和2号电极间表面电阻或电导与两电极间的一些体积电阻或电导并联的结果。对于这种配置，除薄试样的表面间隙宽度g比材料厚度的2倍大得多外，g一般约为试样厚度的2倍。
9.3.4 超薄试样具有非常低的体积电阻率以至于被保护电极和保护体系间的低电阻会引起过大的误差，因此可能需要特殊的技术手段和试样尺寸。
9.4 液体绝缘电阻——液体绝缘材料的取样、测试电池的选取和清理电池的方法都应该与测试方法D1169保持一致。
10、试样安装
10.1 在测试前安装试样的过程中，确保电极与电极之间或电极与地之间不存在导电路径十分重要，因为这将极大的影响测量仪器的读数。避免使用裸露的手指接触绝缘表面，而应使用醋酸纤维手套。为了进行体积电阻或电导的参照实验，在条件处理之前需用合适的溶剂处理清理表面。在测量表面电阻之前，查看对比试样和参照试样是否需要进行表面清理。如果需要进行表面清理，记录下任何表面清理的细节。
11、表面清理
11.1 按D6054中的做法处理试样。
11.2 循环空气测试箱或E104、D5032中描述的方法对于控制相对湿度十分有用。
12、步骤
12.1 绝缘电阻或电导——在测试箱内正确的安装试样。如果测试箱与条件处理箱是同一个（推荐采用的步骤），试样应该在条件处理之前安装好。使用具有要求灵敏度和精度的一款设备进行测量（见附录X3）。除非另有说明，使用60s的充电时间和施加500±5V的电压。
12.2 体积电阻率或电导率——测量并记录电极尺寸和保护间隙的宽度g。计算电极的有效面积。使用具有要求灵敏度和精度的一款设备测量电阻。除非另有说明，使用60s的充电时间和施加500±5V的直流电压。
12.3 表面电阻或电导：
12.3.1 测量电极尺寸和电极间距g。使用具有要求灵敏度和精度的设备测量1号电极和2号电极间的表面电阻或电导。除非另有说明，使用60s的充电时间和施加500±5V的直流电压。
12.3.2 当使用图3中的电极配置时，P是试样横截面的周长。对于条带类的薄试样，该周长实际上降低至宽度的2倍。
12.3.3 当使用图6中的电极配置时，而且在已知相比于表面电阻（例如湿气污染了良好绝缘材料的表面），体积电阻非常高的情况下，P是电极长度的2倍或圆筒周长的2倍。
13、计算
13.1 用表1中的公式计算体积电阻率ρv和体积电导率γv。
13.2用表1中的公式计算表面电阻率ρs和表面电导率γs。
14、报告
14.1 报告下列所有信息：
14.1.1 材料的描述和标识（名称、等级、颜色、厂商等）。
14.1.2 测试试样的形状和尺寸。
14.1.3 电极类型和尺寸。
14.1.4 试样的条件处理（清理、预干燥、在一定温度和湿度下的时间等等）。14.1.5 测试条件（测试时试样温度和相对湿度）。
14.1.6 测试方法（见附录X3）。
14.1.7 施加电压。
14.1.8 测量的充电时间。
14.1.9 以欧姆为单位的电阻的测量值和以西门子为单位的电导的测量值。
14.1.10 有要求时，以欧姆-厘米为单位的体积电阻率的计算值，以西门子每厘米为单位的体积电导率的计算值，以欧姆每平方为单位的表面电阻率的计算值，以西门子每平方为单位的表面电导率的计算值。
14.1.11 声明报告数值是表观上的还是稳态的。
14.1.11.1 仅当测试过程中，后75%的充电时间中回路中电流大小变化在±5%内，才能得到稳态值。其他情形下的测试，都被认为是表观上的。
15、精度和偏差
15.1 精度和偏差会内在的受到选择的方法、设备和试样的影响。对于其分析详见第7部分和第9部分，尤其是7.5.1-7.5.2.5。
16、关键词
16.1 直流电阻；绝缘电阻；表面电阻；表面电阻率；体积电阻；体积电阻率
附录
（非强制信息）
X1.影响绝缘电阻或电导测量的因素
X1.1 材料固有的变化——由于给定试样在类似测试条件下电阻的多变性以及试样中同材料的非均匀性，使测量结果通常无法在10%的范围内重现，甚至分散更广（在相同条件下，可能会得到10到1这个范围内的值。）
X1.2 温度——电绝缘材料的电阻随温度变化，而且该变化通常可用下式表示：
R=Be m/t（X1.1）其中：
R=电绝缘材料或体系的电阻或电阻率
B=比例常数
m=活化常数
T=绝对温度（开尔文）
该公式是阿尼乌斯公式和玻尔兹曼原理的简化形式，阿尼乌斯公式描述化学反应的活化能和绝对温度的关系，玻尔兹曼原理是处理大量微小颗粒在热扰动下能量的统计分布的一般性原理。活化常数m是特定能量吸收过程的特征值，数个这种过程可能同时存在于材料中，每一个都有不同的有效温度范围，因此需要几个m值来充分表征该材料。这些m值可以通过绘制电阻的自然对数与绝对温度的倒数的曲线来得到，通过测量图形直线部分的斜率可得到所需的m值。这源于式X1.1，对其边取自然对数得到：
LnR=LnB+m/T (X1.2) 电阻或电阻率的变化对应于绝对温度从T1变到T2，根据式X1.1，对数形式表达如下：
Ln(R2/R1)=m(1/T2-1/T1)=m(⊿T/T1T2) (X1.3)
这些公式在一温度范围内有效，而且材料在此温度范围内不经历转变。由于转变很少是明显的或者可预测的，因此，外推法很少是可靠的。作为一个推论，R的对数对1/T的图形偏离直线就是转变发生的证据。而且，在进行材料对比时，有必要对所有材料感兴趣的方面进行测量。
注解X1.1——电绝缘材料的电阻可能会受到在温度中暴露时间的影响，因此，对比测试需要等价的温度条件处理期。
注解X1.2——如果电绝缘材料在提高温度处理后显示了退化的迹象，该信息必须包含在测试数据中。
X1.3 温度和湿度——固体介电材料的绝缘电阻随温度升高而降低，如X1.2中描述的那样，随湿度升高而降低，体积电阻对温度变化尤其敏感，表面电阻随湿度变化很快。这两种情况下，电阻都是呈指数变化。对于某一些材料，从25到100℃的温度变化可能导致绝缘电阻或电导变化100000倍，这通常是因为温度和湿度含量变化的联合作用。温度变化的单独影响通常要小得多，从25%到90%的相对湿度的变化可能会改变绝缘电阻或电导1000000倍甚至更多。绝缘电阻或电导是试样体积和表面电阻或电导的函数，而且表面电阻几乎随着相对湿度的变化而立即变化。因此，绝对有必要在条件处理期间保持温度和相对湿度在很小的范围内，而且绝缘电阻或电导的测量要在指定的条件处理环境中进行。另一点不能忽视的是，当相对湿度超过90%时，条件处理体系可能导致温度和相对湿度的波动，从而引起表面凝结。这个问题可以通过在略高温度下使用等价绝对湿度来避免，由于均衡湿度含量在温度变化较小时几乎保持不变。在确定湿度对体积电阻或电导
电阻率和表面电阻率
高阻计法测定高分子材料体积电阻率和表面电阻率 2010年03月07日10:37 admins 学习时间：20分钟评论 0条高分子材料的电学性能是指在外加电场作用下材料所表现出来的介电性能、导电性能、电击穿性质以 及与其他材料接触、摩擦时所引起的表面静电性质等。最基本的是电导性能和介电性能，前者包括电导(电导率γ，电阻率ρ=1/γ)和电气强度(击穿强度Eb)；后者包括极化(介电常数εr)和介质损耗(损耗因数tg δ)。共四个基本参数。 种类繁多的高分子材料的电学性能是丰富多彩的。就导电性而言，高分子材料可以是绝缘体、半导体和导体，如表1所示。多数聚合物材料具有卓越的电绝缘性能，其电阻率高、介电损耗小，电击穿强度高，加之又具有良好的力学性能、耐化学腐蚀性及易成型加工性能，使它比其他绝缘材料具有更大实用价值，已成为电气工业不可或缺的材料。高分子绝缘材料必须具有足够的绝缘电阻。绝缘电阻决定于体积电阻与表面电阻。由于温度、湿度对体积电阻率和表面电阻率有很大影响，为满足工作条件下对绝缘电阻的要求， 必须知道体积电阻率与表面电阻率随温度、湿度的变化。 表1 各种材料的电阻率范围 材料电阻率(Ω·m) 材料电阻率(Ω·m) 超导体导体≤10-810-8～10-5半导体绝缘体10-5～107 107～1018 除了控制材料的质量外，测量材料的体积电阻率还可用来考核材料的均匀性、检测影响材料电性能的 微量杂质的存在。当有可以利用的相关数据时，绝缘电阻或电阻率的测量可以用来指示绝缘材料在其他方面的性能，例如介质击穿、损耗因数、含湿量、固化程度、老化等。表2为高分子材料的电学性能及其研 究的意义。 表2 高分子材料的电学性能及测量的意义 电学性能电导性能 ①电导（电导率γ，电阻率ρ=1/γ） ②电气强度（击穿强度Eb） 介电性能 ③极化（介电常数εr） ④介电损耗（损耗因数tanδ） 测量的意义实际意义 ①电容器要求材料介电损耗小，介电常数大，电气强度高。 ②仪表的绝缘要求材料电阻率和电气强度高，介电损耗低。 ③高频电子材料要求高频、超高频绝缘。 ④塑料高频干燥、薄膜高频焊接、大型制件的高频热处理要求材料 介电损耗大。 ⑤纺织和化工为消除静电带来的灾害要求材料具适当导电性。理论意义研究聚合物结构和分子运动。 1 目的要求 了解超高阻微电流计的使用方法和实验原理。 测出高聚物样品的体积电阻率及表面电阻率，分析这些数据与聚合物分子结构的内在联系。 2 原理 名词术语 1) 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。
表面电阻率
测量表面电阻率 1.范围 本方法用以测定导电热塑性材料的表面电阻率。依照惯例，表面电阻率是正方形测量面积内的绝缘电阻（单位：欧姆/平方米）。因此，表面电阻率的值不受电极配置的影响。 因为没有相关的国际标准对测量导电材料的表面电阻率进行过描述，所以在本方法中测试条件将参照IEC 167（国际电工标准：固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法）和AFNOR C26-215（法国标准：绝缘材料的试验方法.固体电绝缘材料的体积电阻率和表面电阻率的试验方法）。 样品： ★ 4mm厚的压缩成型板（CTM E042A） ★ 100um厚的吹塑薄膜（CTM E042B） ★ 400mm厚的挤压成型带材（CTM E042D） ★ 4×50×80mm3的注射成型板（CTM E042E） 2.原理 导电材料的绝缘电阻通过测量其电阻获得。该电阻通过计算电流方向上的电位梯度（伏特）与电流强度（安培）之比获得（欧姆定律）。依照惯例，表面电阻率是正方形测量面积内的绝缘电阻。 按照IEC 167(1964-01)标准的描述，在测试中用两条导电涂料线做电极从而测量电阻值。
图表 1 注射成型板样品 3.仪器 ★银粉漆 ★小漆刷 ★欧姆表（电阻范围：0~106欧姆） ★皮可安培计（电阻范围：106~1014欧姆） ★有两条平行缝隙（长100mm、宽1mm、间距10mm）的adhesive mask ★电极连接系统（恒压） 4.样品制备 ★不同的样品分别按如下方法制备： ★压缩成型板：CTM E050B ★吹塑薄膜：CTM E046 ★挤出成型带材：CTM E045 ★注射成型板：CTM E050A 5.样品预加工
关于导电性粉末电阻率测试仪详情介绍
关于导电性粉末电阻率测试仪详情介绍 标准满足standard： 1.YST 587.6-2006 炭阳极用煅后石油焦检测方法第6部分粉末电阻率 的测定； 概述Overview： 1.四端测量法. 2.采用4.3吋大液晶屏幕显示. 3.显示电阻值、电阻率、电导率值、温度、压强值、单位自动换算. 4.液压动力（手动）. 5.薄膜按键开关面板，操作简单. 6.中文或英文两种语言操作界. 原理: Principle: 一定量的粉体，在液压动力下压缩体积至设定压力值或压强，无需取出，在线测量粉体电阻、电阻率、电导率，并记录数据. 解决粉体难压片成型或压片取出测量误差.
适用范围：Scope of application 适用于锂电池材料、石墨烯、石墨类、碳素粉末、焦化、石化、粉末冶金、高等院校、科研部门，是检验和分析导电粉末样品质量的一种重要的工具。 型号及技术指标Models and technical indicators：
步骤及流程 1.运行高度清零. 2.将称重样品装入模腔. 3.固定上电极旋钮. 4.在显示器上设置好参数. 5.达到设定压力或压强值. 6.读取样品压缩高度数据并输入.
7.获得电阻、电阻率、电导率数据. 8.记录数据. 9. 样品脱模 7. 测试结束. 优势描述： 1.高性价比机型.数据稳定. 2.可读取粉末高度数据，无需人工测量. 3.可选购PC软件. 4.高精度电阻率测量系统. 5.配置粉体废料收集盘. 6.操作简单. 自动计算出所需数据. 7.经济实惠，功能突出. 8.获得压实后电阻、电阻率、电导率、高度、直径、压强等数据. 整机示意图
影响电阻或电阻率测试的主要因素
影响电阻或电阻率测试的 主要因素 一、环境温湿度 一般材料的电阻值随环境温湿度的升高而减小。相对而言，表面电阻（率）对环境湿度比较敏感，而体电阻（率）则对温度较为敏感。湿度增加，表面泄漏增大，体电导电流也会增加。温度升高，载流子的运动速率加快，介质材料的吸收电流和电导电流会相应增加，据有关资料报道，一般介质在70C时的电阻值仅有20C时的10％。因此，测量材料的电阻时，必须指明试样与环境达到平衡的温湿度。 二、测试电压（电场强度） 介质材料的电阻（率）值一般不能在很宽的电压范围内保持不变，即欧姆定律对此并不适用。常温条件下，在较低的电压范围内，电导电流随外加电压的增加而线性增加，材料的电阻值保持不变。超过一定电压后，由于离子化运动加剧，电导电流的增加远比测试电压增加的快，材料呈现的电阻值迅速降低。由此可见，外加测试电压越高，材料的电阻值越低，以致在不同电压下测试得到的材料电阻值可能有较大的差别。 值得注意的是，导致材料电阻值变化的决定因素是测试时的电场强度，而不是测试电压。对相同的测试电压，若测试电极之间的距离不同，对材料电阻率的测试结果也将不同，正负电极之间的距离越小，测试值也越小。 三、测试时间 用一定的直流电压对被测材料加压时，被测材料上的电流不是瞬时达到稳定值的，而是有一衰减过程。在加压的同时，流过较大的充电电流，接着是比较长时间缓慢减小的吸收电流，最后达到比较平稳的电导电流。被测电阻值越高，达
到平衡的时间则越长。因此，测量时为了正确读取被测电阻值，应在稳定后读取数值或取加压1分钟后的读数值。 另外，高绝缘材料的电阻值还与其带电的历史有关。为准确评价材料的静电性能，在对材料进行电阻（率）测试时，应首先对其进行消电处理，并静置一定的时间，静置时间可取5分钟，然后，再按测量程序测试。一般而言，对一种材料的测试，至少应随机抽取3～5个试样进行测试，以其平均值作为测试结果。 四、测试设备的泄漏 在测试中，线路中绝缘电阻不高的连线，往往会不适当地与被测试样、取样电阻等并联，对测量结果可能带来较大的影响。为此： 为减小测量误差，应采用保护技术，在漏电流大的线路上安装保护导体，以基本消除杂散电流对测试结果的影响； 高电压线由于表面电离，对地有一定泄漏，所以尽量采用高绝缘、大线径的高压导线作为高压输出线并尽量缩短连线，减少尖端，杜绝电晕放电； 采用聚乙烯、聚四氟乙烯等绝缘材料制作测试台和支撑体，以避免由于该类原因导致测试值偏低。 五、外界干扰 高绝缘材料加上直流电压后，通过试样的电流是很微小的，极易受到外界干扰的影响，造成较大的测试误差。热电势、接触电势一般很小，可以忽略；电解电势主要是潮湿试样与不同金属接触产生的，大约只有20mV，况且在静电测试中均要求相对湿度较低，在干燥环境中测试时，可以消除电解电势。因此，外界干扰主要是杂散电流的耦合或静电感应产生的电势。在测试电流小于10-10A或测量电阻超过1011欧姆时；被测试样、测试电极和测试系统均应采取严格的屏蔽措施，消除外界干扰带来的影响。
绝缘电阻的正确测量方法及标准
绝缘电阻的正确测量方法 一、测试内容施工现场主要测试电气设备、设施和动力、照明线路的绝缘电阻。 二、测试仪器 测试设备或线路的绝缘电阻必须使用兆欧表（摇表），不能用万用表来测试。兆欧表是一种具有高电压而且使用方便的测试大电阻的指示仪表。它的刻度尺的单位是兆欧，用ΜΩ表示。在实际工作中，需根据被测对象来选择不同电压等级和阻值测量范围的仪表。而兆欧表测量范围的选用原则是：测量范围不能过多超出被测绝缘电阻值，避免产生较大误差。施工现场上一般是测量500V以下的电气设备或线路的绝缘电阻。因此大多选用500V，阻值测量范围0----250ΜΩ的兆欧表。兆欧表有三个接线柱：即L（线路）、E（接地）、G（屏蔽），这三个接线柱按测量对象不同来选用。 三、测试方法 1、照明、动力线路绝缘电阻测试方法线路绝缘电阻在测试中可以得到相对相、相对地六组数据。首先切断电源，分次接好线路，按顺时针方向转动兆欧表的发电机摇把，使发电机转子发出的电压供测量使用。摇把的转速应由慢至快，待调速器发生滑动时，要保证转速均匀稳定，不要时快时慢，以免测量不准确。一般兆欧表转速达每分钟120转左右时，发电机就达到额定输出电压。当发电机转速稳定后，表盘上的指针也稳定下来，这时指针读数即为所测得的绝缘电阻值。测量电缆的绝缘电阻时，为了消除线芯绝缘层表面漏电所引起的测量误差，其接线方法除了使用“L”和“E”接线柱外，还需用屏蔽接线柱“G”。将“G”接线柱接至电缆绝
缘纸上。 2、电气设备、设施绝缘电阻测试方法首先断开电源，对三相异步电动机定子绕组测三相绕组对外壳（即相对地）及三相绕组之间的绝缘电阻。摇测三相异步电动机转子绕组测相对相。测相对地时“E”测试线接电动机外壳，“L”测试线接三相绕组。即三相绕组对外壳一次摇成；若不合格时则拆开单相分别摇测；测相对相时，应将相间联片取下。 四、绝缘电阻值测试标准 绝缘阻值判断 (1)、所测绝缘电阻应等于或大于一般容许的数值，各种电器的具体规定不一样，最低限值： 低压设备0.5MΩ， 3-10KV 300MΩ、 20-35KV为400MΩ、 63-220KV为800MΩ、 500KV为3000MΩ。 1、现场新装的低压线路和大修后的用电设备绝缘电阻应不小于0.5ΜΩ。 2、运行中的线路，要求可降至不小于每伏1000Ω=0.001MΩ，每千伏1 MΩ。 3、三相鼠笼异步电动机绝缘电阻不得小于0.5ΜΩ。 4、三相绕线式异步电动机的定子绝缘电阻值热态应大于0.5ΜΩ、冷态应大于2ΜΩ，转子绝缘电阻值热态应大于0.15ΜΩ、冷态应大于0.8ΜΩ。
国家标准《硅、锗单晶电阻率测定方法》编制说明
硅、锗单晶电阻率测定方法修订 讨论稿编制说明 一、任务来源及计划要求 根据中色标所字[2006]26号文，关于下达2006-2008年第二批半导体材料国家标准修订计划的通知精神，对中华人民共和国国家标准GB/T 1551-1995《硅、锗单晶电阻率测定直流两探针法》和GB/T 1552-1995《硅、锗单晶电阻率测定直排四探针法》进行修订，将这两个标准合并编制为《硅、锗单晶电阻率测定方法》。 二、编制过程（包括编制原则、工作分工、征求意见单位、各阶段工作过程等） 本标准以国家标准GB/T 1551-1995和GB/T 1552-1995为基础，参照国外先进标准SEMI MF 84-1105 和SEMI MF 397-1106 ，对原标准进行了补充和修订。 该标准的修订工作组主要由信息产业部专用材料质量监督检验中心、中国电子科技集团公司第四十六研究所承担。 2006年12月成立了标准修订工作组，在国内广泛调研的基础上，于2007年8月完成了标准征求意见稿，并对中国有色金属工业标准计量质量研究所、宁波立立电子股份有限公司、杭州海纳半导体有限公司、有研半导体材料股份有限公司、万向硅峰电子股份有限公司、南京国盛电子有限公司等26家单位函审征求意见。 三、调研和分析工作情况 查阅了国外SEMI MF 84-1105 和SEMI MF 397-1106等相关标准。本标准以国家标准GB/T 1551-1995和GB/T 1552-1995为基础，参照国外先进标准SEMI MF 84-1105 和SEMI MF 397-1106 ，对原标准进行了补充和修订。 为指导硅、锗材料生产应用单位使用好该标准，对该方法的干扰因素进行了分析，在编制标准中增加了干扰因素。 对原测试标准中所列举的欧姆接触材料进行实验发现使用不便，经多家单位使用验证导电橡胶做两探针法端面接触材料方便有效。 四、主要修订点 4.1 本标准将GB/T 1551-1995《硅、锗单晶电阻率测定直流两探针法》和GB/T 1552-1995《硅、锗单晶电阻率测定直排四探针法》两个标准，合并编制为《硅、锗单晶电阻率测定方法》。 4.2 本标准去掉了原标准GB/T 1551-1995和GB/T 1552-1995中的若干记录测试数据的表格，简化了标准。
体积表面电阻率测定仪
一、橡胶体积表面电阻率测定仪主要标准： 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》 ASTM D257-99 《绝缘材料的直流电阻或电导试验方法》 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 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 12703.4-2010 《纺织品静电性能的评定第4部分：电阻率》 GB/T 10064-2006《测定固体绝缘材料绝缘电阻的试验方法》 二、橡胶体积表面电阻率测定仪概述： 本仪器既可测量高电阻，又可测微电流。采用了美国Intel公司的大规模集成电路,使仪器体积小、重量轻准确度高。数字液晶直接显示电阻值和电流。量限从1×104Ω ～1×1018 Ω，是目前国内测量范围最宽，准确度最高的数字超高阻测量仪。电流测量范围为2×10-4 ～1×10-16A。机内测试电压10V/50V/100V/250V/500V/1000V任意可调。本仪器具有精度高、显示迅速、性好稳定、读数方便. 适用于橡胶、塑料、薄膜、地毯、织物及粉体、液体、及固体和膏体形状的各种绝缘材料体积和表面电阻值的测定。 三、橡胶体积表面电阻率测定仪技术指标： 1.电阻测量范围：0.01×10 4Ω ～1×10 18Ω。 2.电流测量范围为: 2×10-4A～1×10-16A 3. 双表头显示: 3.1/2位LED显示 4. 内置测试电压：10V、50V、100V、250、500、1000V 5. 基本准确度：1% 6 使用环境: 温度：0℃～40℃，相对湿度<80% 7 机内测试电压: 10/50/100/250/500/1000V 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2.5KG 四、橡胶体积表面电阻率测定仪工作原理： 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。 BEST121型数字高阻计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(专利)，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。 五、橡胶体积表面电阻率测定仪典型应用： 1.测量防静电鞋、导电鞋的电阻值 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、测量绝缘材料电阻(率)
金属电阻率测试仪使用说明
金属导体电阻率仪 说 明 书
目录 1 概述 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 1 2 仪器主要特点------------------------------------------------------------------------------------------------ 1 3 TX-300A/B主要技术参数-------------------------------------------------------------------------------- 2 4 仪器组件 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3 5 使用说明 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3 5.1 键盘分布--------------------------------------------------------------------------------------------- 3 5.2 开关机操作 ----------------------------------------------------------------------------------------- 4 5.3 测量MEAS ----------------------------------------------------------------------------------------- 4 5.3.1 测量准备 ----------------------------------------------------------------------------------- 4 5.3.2 导线综合参数测量----------------------------------------------------------------------- 6 5.3.3 电导率/电阻率测量---------------------------------------------------------------------- 8 5.3.4 直流电阻测量 ----------------------------------------------------------------------------- 9 5.3.5 导体直流电阻测量（仅适用B型） ------------------------------------------------ 9 5.3.6 设置SET ---------------------------------------------------------------------------------- 10 5.3.7 打印PRINT ------------------------------------------------------------------------------- 11 5.4 菜单MENU ---------------------------------------------------------------------------------------- 13 5.4.1 测量方式选项子界面------------------------------------------------------------------- 13 5.4.2 测量项目选项子界面------------------------------------------------------------------- 14 5.4.3 校准子界面 ------------------------------------------------------------------------------- 15 5.4.4 补偿温度模式子界面------------------------------------------------------------------- 16 5.4.5 温度系数设置子界面------------------------------------------------------------------- 17 5.4.6 打印设置子界面------------------------------------------------------------------------- 17 5.4.7 日期时间校准子界面------------------------------------------------------------------- 18 5.4.8 数据处理模式子界面------------------------------------------------------------------- 18 5.4.9 背光设置子界面------------------------------------------------------------------------- 20 5.4.10 蜂鸣声设置子界面---------------------------------------------------------------------- 21 5.4.11 语言设置子界面------------------------------------------------------------------------- 21 5.4.12 测试夹具选择子界面（仅适用B型） -------------------------------------------- 22 5.5 电池充电-------------------------------------------------------------------------------------------- 22 6 注意事项及维护保养 ------------------------------------------------------------------------------------- 23 7 用户须知 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 23 附录－：打印机使用简介 ------------------------------------------------------------------------------------- 24 附录二：常用材料电导率值及温度系数参考表 --------------------------------------------------------- 25
国家标准-硅单晶电阻率的测定 直排四探针法和直流两探针法-编制说明-送审稿
国家标准《硅单晶电阻率的测定直排四探针法和直流两探针法》 编制说明（送审稿） 一、工作简况 1、立项的目的和意义 硅单晶是典型的元素半导体材料，具有优良的热性能与机械性能，易于长成大尺寸高纯度晶体，是目前最重要、用途最广的半导体材料。在当今全球半导体市场中，超过95%以上的半导体器件和99%以上的集成电路都是在硅单晶片上制作的，在未来30年内，它仍是半导体工业最基本和最重要的功能材料。 一般而言，硅单晶的电学性能对器件性能有决定性的作用，其中电阻率是最直接、最重要的参数，直接反映出了晶体的纯度和导电能力。例如，晶体管的击穿电压就直接与硅单晶的电阻率有关。在器件设计时，根据器件的种类、特性以及制作工艺等条件，对硅单晶的电阻率的均匀和可靠都有一定的要求，因此，硅单晶电阻率的测试就显得至关重要。目前测试硅单晶电阻率时，一般利用探针法，尤其是直流四探针法。该方法原理简单，数据处理简便，是目前应用最广泛的一种测试电阻率的技术。 由于硅单晶电阻率与温度有关，通常四探针电阻率测量的参考温度为23℃±1℃，如检测温度有异于该温度，往往需要进行温度系数的修正。原来GB/T 1551-2009标准中直接规定测试温度为23℃±1℃，对环境的要求过于严格，造成很多企业和实验室无法满足，因此需要对标准测试温度进行修订，超出参考范围可以用温度系数修正公式修正。另外，原标准四探针和两探针法的干扰因素没有考虑全面，修订后的新标准对干扰因素进行了补充和修正。原标准的电阻率范围没有对n型硅单晶和p型硅单晶做出区分，由于n型硅单晶电阻率比p型硅单晶电阻率范围大，所以应该对n型和p型硅单晶的电阻率测试范围区分界定。综上，需要对GB/T 1551-2009标准进行修订，以便更好满足硅单晶电阻率的测试要求。该标准的修订将有利于得到硅单晶电阻率准确的测量结果，满足产品销售的要求，为硅产业的发展提供技术保障。 2.任务来源 根据《国家标准化管理委员会关于下达2018年第三批国家标准制修订计划的通知》（国标委综合[2018] 60号）的要求，由中国电子科技集团公司第四十六研究所（中国电子科技集团公司第四十六研究所是信息产业专用材料质量监督检验中心法人单位）负责修订《硅单晶电阻率的测定直排四探针法和直流两探针法》，计划编号为20181809-T-469，要求完成时间2020年。 计划项目由全国有色金属标准化技术委员会提出，后经标委会协调后于国家标准化
实验5 比体积电阻、比表面电阻的测定
实验5 比体积电阻、比表面电阻的测定 一、 实验目的 1、加深理解比体积电阻、比表面电阻的物理意义。 2、掌握绝缘电阻测试仪（高阻计）的使用方法。 二、实验原理 将平板状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层上的电流之比，称为表面电阻Rs 。若试样长度为1厘米，两电极间的试样宽度为1厘米，则这时的Rs 就是该试样的比表面电阻ρs ，单位为欧姆。 同理，施于两电圾上的直流电压和流过电极间试样体积内的电流之比，称为体积电阻Rv 。若试样厚度为1厘米，测量电极面积为1平方厘米，则这时的Rv 值即为该试洋的比体积电阻ρv ，单位为欧姆·厘米。通常，在提到“比电阻”而又没有特别注明的时候就是指ρv 。 ρs 和ρv 一般用绝缘电阻测试仪（超高阻仪）法和检流计法测定。 绝缘电阻测试仪的主要原理如图所示。测试时，被测试样Rx 与高阻抗直流放大器的输入电阻R 0串联，并跨接于直流高压测试电源上。放大器将其输入电阻R 0上的分压信号经放大后 输出给指示仪表CB ，由指示仪表可直接读出Rx 值。 本实验计算公式如下： 1、 Rv = 0 U U R 0 2、ρv = Rv t Ae 3、Ae = 4 π(d1+g)2 = 21.237(cm 2) 式中： Rv — 体积电阻 t — 被测试样厚度（cm ） d1 — 测量电极直径（5cm ） g — 测量电极与保护电极间隙（0.2cm ） 4、ρs = Rs ? π2
5、φ = ln 1 2d d 式中： d1 —— 测量电极直径(5cm) d2 —— 保护电极(环电极)内径(5.4cm) 三、实验设备、用具及试样 1、 绝缘电阻测试仪 2、 酚醛树脂标准试样2块，规格：100×100×2mm 四、实验步骤 1、照仪器面板，熟悉各开关、旋钮。 2、将体积电阻-表面电阻转换开关指在所需位置：当指在Rv 时，高压电圾加上 测试电压，保护电极接地；当指在Rs 时，保护电极加上测试电压，高压电极接地，如图： 3、校正高阻仪的灵敏度． 4、将被测试祥用导线(屏蔽线)接至Rx 测试端钮。 5、将测试电压选择开关置于所需的测试电压位置上。在测试前须再注意一下仪表的指针所指的“∞”有否变动，如有变动，可再借“∞”及“0”校正器将其调至“∞”。 6、把“放电-测试”转换开关，自“放电”位置转至“测试”位置，进行充电。这时输入端短路按钮仍处于将放大器输入端短路，在试样经一定时间充电后(一般15秒左右)，即可将辅入端短路按钮打开，进行读数。如发现指示仪表很快打出满度，则马上把辅入端短路按钮回复到使放大器输入端短路的位置。“放电—测试”开关也转回“放电”位置，待查明情况后，再做试验。 7、当输入端短路按钮打开后，如发现仪表尚无读数，或指示很小，可将倍率开关升高一档，并重复以上3、4的操作步报．这样铢档地升高倍率开关，直至试样的被测绝缘电阻读数能清晰读出为止(尽量读取在仪表刻度1一l0间的读数)。一般情况下，可读取合上测试开关后的一分钟时的读数，作为试样的绝缘电阻。 8、将仪表上的读数(单位是兆欧)乘以倍率开关所指示的倍率及测试电压开关所指的系数(10伏为0.01，100伏为0.1，250伏为0.25，500伏为0.5，1000伏为1.0)即为被测试样的绝缘电阻值。
表面电阻测试标准
Model 803B Model 850 Measures surface and volume resistance/resistivity of planar surfaces in accordance with ESDA, ASTM, NFPA, military and other standards. Features: 1 Probes meet: ESDA STM 11.11, 11.12, 4.1 ASTM D257, F150 NFPA 99 Military & IEC requirements 1 Concentric ring design (803B) 1 Direct x10 conversion to surface resistivity (Model 803B) 1 Specified 5 lb (2.2kg) weight 1 Conductive rubber electrodes 1 Ground & insulated test beds (Model 803B) 1 Optional calibration fixtures (Model 803B) 1 Optional Press (Model 847) Applications: Test standards used to characterize the surface and/or volume resistance/resistivity of material typically define specific electrode configurations. ASTM D257 specifies either parallel bar or concentric ring electrodes while the ESD Association (ESDA) standards define a specific concentric ring electrode configuration. To measure point-to-point and resistance-to-ground (RTG) of ESD protective work surfaces, floors and seating ESDA, NFPA, and ASTM test methods specify a 5 lb (2.2kg) probe with a 2.5” (64mm) diameter conductive rubber electrode. ETS resistance/resistivity probes are designed to meet these requirements. Where applicable, surface resistance measurements are easily converted to surface resistivity by multiplying the measured resistance by 10. Custom probes are available for virtually any application.
DZ59-EST121橡胶体积电阻率测试仪详细说明
DZ59-EST121橡胶体积电阻率测试仪详细说明 一、橡胶体积电阻率测试仪概述 本仪器是既可测量高电阻，又可测微电流。采用了美国Intel公司的大规模集成电路以及专利技术,使仪器体积小、重量轻、准确度高。以双3.1/2 位数字直接显示电阻的高阻计和电流。量限从1×104Ω～1×1018 Ω，是目前国内测量范围最宽，准确度最高的数字超高阻测量仪。电流测量范围为2×10-4 ～1×10-16Ａ。机内测试电压为10/50/100/250/500/1000V任意可调。本仪器具有精度高、显示迅速、性好稳定、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，还能直接测量微弱电流。 二、橡胶体积电阻率测试仪主要特点 电阻测量范围宽0.01×104Ω～1×1018 Ω 电流测量范围为2×10-4Ａ～1×10-16Ａ 体积小、重量轻、准确度高 电阻、电流双显示 性能好稳定、读数方便 所有测试电压（10/50/100/250/500/1000V）测试时电阻结果直读，免去老式高阻计在不同测试电压下或不同量程时要乘以系数等使用不便的麻烦，使测量超高电阻就如用万用表测量普通电阻样简便。 既能测超高电阻又能测微电流 适用范围广: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和电子电器产品的绝缘电阻测量 三、橡胶体积电阻率测试仪技术指标 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. 双表头显示: 3.1/2位LED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: 10/50/100/250/500/1000V 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2.5KG 四、橡胶体积电阻率测试仪工作原理 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。 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（专利），从理论上讲其误差可以做到零，而实际误差可
关于单晶电阻率判定标准的建议
关于直拉硅单晶电阻率判定标准的建议 一、氧施主的理论分析 氧是硅中的最主要杂质之一，在硅熔点处，最大溶解度为2.75×1018cm-3。氧直拉硅单晶的氧主要来源于石英埚，氧杂质在低温热处理时，会产生施主效应，使得P型硅晶体的电阻率变大，N型硅晶体的电阻率变小。施主效应严重时，能使P型硅晶体转化为N型，这就是氧的施主效应。氧的施主效应可以分为两种情况，有不同的性质，一种是在350～500℃左右温度范围生成的，称为热施主。 一般认为，450℃是硅中热施主形成的最有效温度，在此温度下退火，100小时左右可达到施主浓度最大值(1×1016cm-3左右)，随后热施主浓度随时间的延长而下降。可以通过红外光谱直接测量到热施主的存在，还可以利用电子核磁共振谱的信号研究热施主。除了退火温度，硅中的初始氧浓度对热施主的形成速率和浓度有最大影响，初始氧浓度越高，热施主浓度越高，其形成速率也越快。 一般地，直拉硅单晶样片经过650℃温度退火30分钟急冷降温后，在低温热处理生成的热施主会完全消失，可是当它在这个温度段较长时间热退火时，会有新的和氧有关的施主现象出现，这就是新施主，因此掌握退火时间是比较关键的。 单晶的表皮氧含量往往由于扩散和冷却作用氧施主的形成极少，因此P型太阳能级单晶可以根据表皮电阻率来定义真实电阻率，而要得到真实的中心电阻率必须进行退火来实现。 二、单晶电阻率反翘的分析 1、在硅单晶中一般主要存在硼和磷两种杂质，当硼杂质浓度大于磷杂质浓度时导电类型表现为P型，反之为N型，在有杂质补偿的情况下，电阻率主要由有效杂质浓度（N硼-N磷）或（N磷-N硼）决定。我们生产的单晶产品为P型掺硼单晶1-3Ω-cm，在电阻率一定范围内有效杂质浓度（N硼-N磷）也一定，由于现在太阳能电池片已研究出硅片中硼杂质过高会导致光致衰减过大，影响转换效率，因此要尽量减小磷杂质浓度，由于硅单晶中磷杂质难以检验，现
表面体积电阻率的标准测试方法
绝缘材料的直流电阻率或电导率的标准测试方法该标准发布在名为D 257的标准文件中；紧跟标准文件名称后的数字表示最初采用的年份，对于修订版本而言，表示最近一次修订的年份。括号里的数字表示最近一次通过审批的年份，上标ε表示自从最后一次修订或通过审批以来的编辑性的修改。 1、适用范围 1.1这些测试方法涵盖了直流绝缘电阻率、体积电阻率和表面电阻率的测量步骤。 通过试样、电极的几何尺寸和这些测量方法可以计算得到电绝缘材料的体积和表面电阻，同时也可以计算得到相应的电导率和电导。 1.2这些测试方法不适用测量适度导电的材料的电阻和电导。采用测试方法 D4496来表征这类材料。 1.3这个标准描述了测量电阻或电导的几种可替换的方法。最适合某种材料的测 试方法是采用适用于该材料的标准ASTM测试方法，而且这种标准测试方法定义了电压应力的极限值和有限的通电时间，以及试样的外形和电极的几何形状。这些单个的测试方法能更好的表示出结果的精度和偏差。 1.4测试步骤出现在下列部分中： 测试方法或步骤部分 计算13 测试仪器和方法的选择7 清洁固体试样10.1 试样的处理11 屏蔽电极的有限区域附录X2 电极系统 6 影响绝缘电阻或电导测量的因素附录X1 湿度控制11.2 液体试样和电池9.4 精度和偏差15 电阻或电导测量的步骤12 参考文件 2 报告14 取样8 意义和使用 5 试样安装10 测试方法总结 4 专业术语 3
绝缘材料表面、体积电阻或电导的测试试样9 典型测试方法附录X3 1.5 这个标准并没有列出与其应用相关的所有安全方面的考虑。使用该标准的用户需要建立适当安全、健康的操作规范和确立使用前监管限制的适用范围。 2、参考文件 2.1 ASTM标准 D150 电绝缘固体的交流损耗特性和介电常数的测试方法 D374 电绝缘固体的厚度的测量方法 D1169 电绝缘液体的电阻率的测试方法 D1711 与电绝缘体相关的术语 D4496 适度导电材料的直流电阻和电导的测试方法 D5032 通过水甘油溶液保持恒定相对湿度的做法 D6054 处理测试用电绝缘材料的方法 E104 通过水溶液保持恒定的相对湿度的做法 3、术语 3.1 定义——下列定义来自于术语D1711中，并被应用到本标准所使用的术语中。 3.1.1 电导，绝缘，n——两电极之间（或试样中）总的体积和表面电流与两电极间直流电压之比。 3.1.1.1 讨论——绝缘体的电导是其电阻的倒数。 3.1.2 电导，表面，n——两电极间（试样表面）的电流与两电极间的直流电压之比。 3.1.2.1 讨论——（一些体积电导不可避免的包含在实际的测量中）表面电导是表面电阻的倒数。 3.1.3 电导，体积，n——两电极间试样体积范围内的电流与两电极间直流电压之比。 3.1.3.1 讨论——体积电导是体积电阻的倒数。 3.1.4 电导率，表面，n——表面电导乘以试样的表面尺寸比（电极间的距离除以电极的宽度，这规定了电流路径），如果两电极位于正方形材料的对边上，表面电导率在数值上等于两电极间的表面电导。 3.1. 4.1 讨论——表面电导率用西门子来表示，通常为西门子/平方（正方形材料的尺寸与材料属无关）。表面电导率是表面电阻率的倒数。 3.1.5 电导率，体积，n——体积电导乘以试样的体积尺寸比（电极间的距离除以电极的截面积），如果电极位于单位立方体相对的面上，体积电导率在数值上等于两电极间的体积电导。
高阻仪测定聚合物的电阻教学提纲
高阻仪测定聚合物的 电阻
一、实验目的 1)了解超高阻微电流计的使用方法和实验原理。 2)测出高聚物样品的体积电阻率及表面电阻率，分析这些数据与聚合物分子结构的内在联系。 二、实验原理 测试： 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。该方法采用直流放大器，对通过试样的微弱电流经过放大后，推动指示仪表，测量出绝缘电阻，基本原理见下图。 ZC36型1017Ω超高电阻测试仪测试原理图。 U—测试电压(V)；R0—输入电阻(Ω)；R x—被测试试样的绝缘电阻(Ω) 当R0《R x时，则 R x=(U/U0)·R0 式中：R x——试样电阻，(Ω)， U——试验电压，(V)， U0——标准电阻R0两端电压，(V)， R0——标准电阻，(Ω)。
测量仪器中有数个不同数量级的标准电阻，以适应测不同数量级R x的需要，被测电阻可以直接读出。高阻计法一般可测1017Ω以下的绝缘电阻。 从R x的计算公式看到R x的测量误差决定于测量电压U、标准电阻R0以及标准电阻两端的电压U0的误差。 数据处理： 1)体积电阻率ρv ρv=R v(A/h) A=(π/4)·d22=(π/4)(d1+2g)2 式中，ρv ——体积电阻率(Ω·m)， R v——测得的试样体积电阻(Ω)， A ——测量电极的有效面积(m2)， d1 ——测量电极直径(m)， ｈ——绝缘材料试样的厚度(m)， g ——测量电极与保护电极间隙宽度(m)， 2) 表面电阻率ρs ρs=R s(2π)/㏑(d2/d1) 式中，ρs——表面电阻率(Ω)， R s——试样的表面电阻(Ω)， d2——保护电极的内径(m)， d1——测量电极直径(m)。 3) 需要的数据 d1 = 5 cm d2 = 5.4 cm h = 0.2 cm