浅谈绝缘材料体积电阻率与表面电阻率测量

绝缘材料体积电阻率与表面电阻率测量

   测量绝缘材料体积电阻率与表面电阻率应与选购件：“绝缘电阻率测试电极箱”配套使用，该测试电极是标准的三电极结构，见图10：

                                        图10

其中：（1）背电极（2）内电极（3）环形电极（外电极） （4）被测材料试样

4.6.1 绝缘材料体积电阻率测量  

4.6.1.1用仪表所附的测试线连接仪表与电极箱，将被测材料式样放在背电极与环形电极、内电极之间（如上图），将电极箱上的选择开关拨至“ RV ” 位置，红、黑两个夹子分别夹在红、黑两个接线柱上，此时仪表与电极的实际连接方式为：背电极接高压输出端；内电极接测量输入端；环形电极接屏蔽端。

4.6.1.2 打开仪表电源, 测量绝缘电阻。

4.6.1.3 绝缘材料体积电阻率按下式计算:

              ρ_V = R_X×S / t

其中ρ_V：被测材料体积电阻率（Ω-cm）

     R_X：绝缘电阻测量结果（Ω）

     S：内电极圆柱面面积（cm²）本厂电极S =19.63 cm² ( 直径D = 5cm )

     t：被测材料试样的平均厚度（cm）

4.6.2 绝缘材料表面电阻率测量  

4.6.2.1将电极箱上的选择开关拨至“ RS ” 位置，红、黑两个夹子分别夹在红、黑两个接线柱上，此时仪表与电极的实际连接方式为：背电极接屏蔽端；内电极接测量输入端；环形电极接高压输出端。

4.6.2.2 打开仪表电源, 测量绝缘电阻值。

4.6.2.3 绝缘材料表面电阻率按下式计算:

                        ρ_S = R_X×K_S

其中ρ_S：被测材料表面电阻率（Ω）                                   

     R_X：绝缘电阻测量结果（Ω）

     K_S：表面电阻率电极系数   本厂电极K_S =81.68

4.7电流测量（仅ZC90G）

4.7.1 将“测量—电池”选择开关（20）拨至“测量”档位，将 “电阻—电流”选择开关（21）拨至“电流”档位，打开电源开关, 显示屏上出现“I（A）”字符，说明仪表进入电流测量状态, 将高压（校零）选择开关（15）拨至“.000 ”档位，调节校零旋钮（13）使仪表示值为0.00。

4.7.2 连接仪表与被测对象

4.7.2.1 如果被测对象是单独的电流源（如生物电流，光电池电流等）本仪表相当于直流微电流表,  测量输入端为电流表的正极，屏蔽端为负极，高压输出端空置不用，电流表接入被测电路后，满量程大电压降不超过23mV。

4.7.2.2 如果被测对象是无源器件，如电线电缆、绝缘材料、电容器、半导体器件等，可利用本仪表的输出测量电压作为电压源，组成一个“电压—电流”测试系统，即测量器件在额定电压下的泄漏电流，如晶体三极管的I_ceo、I_cbo、晶体二极管的反向漏电流I_F等，连接方式与测绝缘电阻时相同，即被测器件的两端分别与仪表的高压输出端与测量输入端相连，保护环与屏蔽端相连，如被测器件无保护环则屏蔽端空置。仪表高压输出端为电压源的正极、测量输入端为电压源的负极，在测量电解电容、半导体二、三极管等有极性的器件时，请注意千万不能接错。

4.7.3 倍率（量程）选择

将倍率（量程）开关置于×10^-5A档位，将高压（校零）选择开关由“.000 ”档位拨至任一电压档位时，回路接通，电流测量开始。注意观察仪表示值，如读数在1.00以下，说明仪表的量程过大，逐步将倍率（量程）开关按顺时针方向旋转，使仪表示值在1.00至19.99之间。

如显示屏出现“1—”或“×”符号，说明仪表的量程过小，应迅速将量程（倍率）开关逆时针方向旋转，如在低倍率档仍出现“1—”或“×”符号，说明被测电流超过仪表的测量范围, 速将开关拨至“.000”档位，断开测量回路。

             被测电流 = 仪表示值×倍率

4.7.4零电流补偿

    在测量极其微弱的电流时（<100fA），仪表的输入偏置电流（零电流，通常为几个fA）可能对测量结果造成一定影响，因此，在使用×10^-13A以下量程时，可以在该量程的位置上，将开关（15）拨至“.000”档位，断开测量回路，然后重新调节仪表零位，可以抵消仪器仪表零电流的影响，提高微电流测量准确度。

零电流补偿的方法，同样适用于超高阻测量，在使用×10¹³Ω以上量程时，在该量程的位置上重新调节仪表零位，可以抵消仪器仪表零电流的影响，提高超高阻测量准确度。注意：进行超高阻与微电流测量时，由于分布电容的影响，在×10^-12A以下电流量程及×10¹²Ω以上电阻量程，仪表的零点回复需要一定的时间，应耐心等到仪表示值稳定后, 方可进行校零操作。

 4.7.5用“电压—电流”法推算绝缘电阻

用本仪表的“电压—电流”测试系统所测得的电流值，通过欧姆定律换算，

可推算出被测对象的绝缘电阻，其测量范围比直接测量法更广，方法如下：

             R_X = U / I_X

  其中 R_X：被测对象的绝缘电阻（Ω）

       U：仪表输出测量电压（V）

       I_X：测量所得电流值（A）

举例：测量电压U = 1000V，测得电流I_X = 1.0×10^-15A , R_X= U / I _X  =1.0×10¹⁸Ω

已经超过了本仪表绝缘电阻直接测量法的高量程。

4.8 “保护—测量”选择按钮用法

   在测试大电容器件（如大型电缆）时，为了防止电容电流对仪表的冲击，在ZC-90G中设置了“保护—测量”选择按钮（22），其用法如下：在测量开始之前，按一下“保护—测量”选择按钮， “保护”状态指示灯（23）亮，仪表进入输入端短路的保护状态，然后再接通测量回路，在测量开始后十秒左右，大电流充电已基本完成，再按一下“保护—测量”选择按钮， “保护”状态指示灯灭，仪表进入正常测量状态。

4.9定时器用法

   在老型号的ZC90，90A，90B，90C中，使用定时开关 1、2、3 可以获得从0分钟至7分钟不同的定时值，具体用法如表8：

                        表8 定时器时间设定

在新型号的ZC-90、90D、90E、90F、90G中设置了定时输入码盘，用户可通过输入码盘直接设置0—7分种的定时时间（0分钟定时为读数立即锁定，超过7分钟无效）。

选好定时时间后，打开读数保持开关，当仪表进入“充电”“测量”或“保护”状态的瞬间，被测器件施加测量电压，同时定时器开始工作，待定时时间到后，仪表进入读数保持状态，绿色指示灯亮, 或显示屏上出现“H”字符（ZC-90E、90F、90G），用户可以方便地记录仪表读数。

4.10滤波器用法

   在环境干扰严重的地方测量10¹²Ω以上电阻时，可以配合选用滤波器1、滤波器2开关，使仪

表读数保持稳定。滤波器2的作用比滤波器1稍强，如果两个开关同时打开（向上）则滤波功能zui强。在一般情况下滤波器1、滤波器2开关宜放在关（向下）的位置，使仪表具有较快的响应速度。

4.11电池充电及外接电源

ZC-90G内置可充电电池，当仪表显示屏上出现低电压告警符号时，应及时用附件“ZC-90G充电器”给仪表充电，充电时不用打开电源开关而黄色充电指示灯亮，电池由用完状态（低电压告警符号出现）到充满，一般约需16小时，每充一次电约可供仪表工作30小时。在固定使用场合，也可以采用边工作边充电的浮充模式。

ZC-90、90A、90B、90C、90D、90E、90F如在电池盒中放置可充电电池，也可用合适的充电器通过外接电源插座对机内电池充电。在固定使用场合可用附件“ZC-90稳压电源” 通过外接电源插座给仪表供电。