GB31838固體絕緣材料表面電阻率測試儀試驗方法 推薦型號：ZST-212

1  概述

通用方法適用于各類材料的測量。對于一個特定類型的材料，應(yīng)使用本部分規(guī)定的特定的試驗方法。

根據(jù)特定的測量要求和產(chǎn)品的需求來選擇不同類型的電極。對于表面形狀彎曲的材料，建議選用小型線電極。彈簧電極可在產(chǎn)品上施加較小的應(yīng)力而進行測量，且對于在測量前應(yīng)進行條件處理的材料是最佳適用的電極。如果產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定，則應(yīng)依據(jù)典型應(yīng)用選擇電極裝置。

如果所選電極放置在被測試樣上，使得試樣形狀發(fā)生明顯變化，則應(yīng)更換其他合適的電極進行測量。

如果沒有可供參考的電極選用信息，則推薦采用小型線電極裝置。

2  電壓

試驗電壓應(yīng)推薦為10V、100V、500V、1000V和10000V。

其他電壓可能也適用，如無其他規(guī)定，應(yīng)采用100V電壓。

注1:超過規(guī)定的起始電壓會引起局部放電，可能導(dǎo)致測量產(chǎn)生誤差。若在空氣中進行試驗時，試驗電壓低于340V,不會引起局部放電。

注2:電壓源的紋波特性是十分具有參考價值的，電源電壓為100V時，紋波系數(shù)小于5×10^-5。

3  設(shè)備

3.1  概述

注意表面電阻受平行于電極裝置的寄生電阻產(chǎn)生的影響，如試驗裝置支撐或電線屏蔽層的電阻。

當(dāng)被測電阻大于1010Ω時，為減小測量誤差，應(yīng)對測量線路施加屏蔽，把測量裝置放于屏蔽箱內(nèi)。

各種電極裝置均可用于表面電阻和表面電阻率的測量，但測量結(jié)果與電極類型密切相關(guān)。

3.2精確度

可采用任何合適的設(shè)備。測量電阻的精度至少應(yīng)為：

—電阻低于10¹⁰Ω,測量誤差不大于±10%；

—電阻在10¹⁰Ω~10¹⁴Ω之間，測量誤差不大于±20%；

—電阻高于10¹⁴Ω,測量誤差不大于±50%。

3.3電壓源

所施加電壓源應(yīng)為穩(wěn)定的直流電壓源，可由蓄電池或整流穩(wěn)壓電源提供，要保證由電壓不穩(wěn)所引起的電流變化足夠小，而不影響測量的有效性。

3.4電極裝置A一彈簧電極

電極裝置A由兩個長度為100mm、間距為10mm的柔性金屬的邊緣鋒利的刀刃電極組成，如圖1所示。

電極裝置A無保護電極。金屬刀刃電極應(yīng)包括兩個相鄰間隔為0.3mm、厚度為0.3mm、長度不超過5mm的彈簧裝置。接觸力應(yīng)足夠大以保證刀刃緊貼在試樣表面，但不破壞試樣表面。

所施加的金屬刀刃電極的連接線宜具有足夠的絕緣。

單位為毫米

說明：

1—導(dǎo)桿（可拆卸）；

2—金屬刀刃電極；

3—式樣。

圖 1  電極裝置A（示例）

3.5  電極裝置Bー一小型線電極

電極裝置B應(yīng)由兩個線電極粘附而成，沒有保護電極，因此，應(yīng)使用兩個平行的寬度為1.5mm、長度為25mm、電極間距為2mm的線電極，例如導(dǎo)電銀。應(yīng)在試樣條件處理前安裝電極裝置。應(yīng)按照兩電極系統(tǒng)連接測量電路(見圖2)。

說明：

1—支撐桿；

2—導(dǎo)桿；

3—線電極；

4—試樣。

圖 2 電極裝置B示意圖

3.6  電極裝置C一環(huán)形電極

電極裝置C為三電極系統(tǒng)，如圖3所示。在試樣的一面放置環(huán)形電極，在對面放置不小于相應(yīng)的測量電極尺寸的保護電極。可在試樣條件處理前，粘合電極(見5.6.4)。

說明：

1—試樣；

2—電極1；

3—測量區(qū)域；

4—電極2；

5—電極3（保護電極）；

圖 3  電極裝置C

除非另有規(guī)定，否則可使用其他任何尺寸的電極。表1給出了典型的電極尺寸。對于比較測量，推薦使用表1中的電極C1。

表1 電極裝置C的典型電極尺寸                          單位為毫米

對于電極裝置C,表面電阻應(yīng)在電極1和電極2之間被測量，電極3應(yīng)接地。

對于電導(dǎo)率很小且厚度可能小于或等于10m的薄膜材料，應(yīng)注意保證電流表的輸入電阻明顯小于被測量樣的體積電阻。

3.7  電極裝置D線電極

電極裝置D應(yīng)包含兩個粘合的線電極，沒有保護電極。該類電極的長度和電極間距與電極裝置A相同。

因此，電極裝置D應(yīng)由兩個平行的寬度為1.5mm、長度為(100±1)mm、間距為(10±0.5)mm的線電極組成，例如導(dǎo)電銀。可在試樣條件處理前，安裝電極。應(yīng)按照兩電極系統(tǒng)連接測量電路（見圖2)。

3.8  電極裝置E—小板試樣用線電極

電極裝置E是三電極系統(tǒng)，應(yīng)由兩個平行的寬度為1mm~2mm、長度為(50±1)mm、間距為(5±0.5)mm的線電極組成，例如導(dǎo)電銀。

試樣的另外一面放置保護電極，其尺寸不小于相應(yīng)測量電極所覆蓋試樣的面積。可在試樣條件處理前，安裝電極。應(yīng)按照三電極系統(tǒng)連接試驗電路，見圖4b)。

注：當(dāng)試樣為1SO 10350規(guī)定的寬度和長度均大于或等于60mm的小板材時，推薦使用電極裝置E。

4  試驗電路

根據(jù)所選擇的電極裝置，應(yīng)執(zhí)行兩電極或三電極測量系統(tǒng)，見圖4。

對于環(huán)形電極(電極裝置C)和線電極E,應(yīng)采用接地保護三電極測量電路。

對于其他線電極裝置(電極裝置A、電極裝置B和電極裝置D),應(yīng)采用兩電極測量電路。

說明：

a—電壓源；

b—電壓表；

c—電流表；

d—電極1；

e—電極2(屏蔽極)；

f—電極3(屏蔽極)；

g—試樣。

圖 4   兩電極和三電極系統(tǒng)測量電路連接圖

5  校準(zhǔn)

應(yīng)根據(jù)被測量樣表面電阻的幅值，校準(zhǔn)測量設(shè)備。

注：商業(yè)用標(biāo)準(zhǔn)電阻已可達100Ω。

5.6  試樣

5.6.1  推薦的試樣尺寸和電極裝置

試樣的尺寸要適用于所選用的電極裝置，幾種產(chǎn)品推薦的適用的電極類型參見附錄A。

5.6.2  試樣制備

試樣的制備和形狀應(yīng)滿足相關(guān)材料標(biāo)準(zhǔn)，試樣在制備和移動過程中，材料的狀態(tài)不應(yīng)發(fā)生變化，且在移動過程中不應(yīng)發(fā)生損壞。

如試樣表面接觸測量電極的部分是機械加工而得，應(yīng)在測量報告中記錄機加工的類型。試樣應(yīng)具有簡單的幾何形狀(如平行測量區(qū)域的圓盤、圓柱體等)。

如可能，試樣厚度應(yīng)與產(chǎn)品厚度相同。

5.6.3  試樣數(shù)量

被測試樣數(shù)量應(yīng)符合相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求，如沒有相關(guān)要求，則最少應(yīng)采用三個試樣進行試驗。

5.6.4  電極應(yīng)用

當(dāng)使用貼附電極(電極裝置B、電極裝置C、電極裝置D和電極裝置E)時，應(yīng)選擇一個合適的區(qū)域，保證電極*覆蓋在試樣表面，所選電極材料應(yīng)不影響表面電阻值的測量。

注：導(dǎo)電銀漆和石電極已被證實適合做電極材料。

5.6.5  試樣的條件處理和預(yù)處理

試樣的條件處理或其他任何形式的預(yù)處理，應(yīng)按照相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進行。

如果沒有相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)可參考，應(yīng)按照IEC  60212(標(biāo)準(zhǔn)大氣B)在23℃的室溫下和相對濕度50%下對試樣進行至少4d的條件處理。

如沒有其他要求，則不應(yīng)對試樣進行清潔。還應(yīng)避免試樣被污染。

5.7  試驗步驟

除非另有規(guī)定，否則應(yīng)按照IEC  60212(標(biāo)準(zhǔn)大氣B)在室溫(23℃)、相對濕度50%下進行測量。

按照5.6.5條件處理和預(yù)處理試樣后，應(yīng)立即接電極與測量設(shè)備。

在完成條件處理和預(yù)處理后的2min內(nèi)，應(yīng)進行表面電阻Rs讀數(shù)。如沒有其他規(guī)定，應(yīng)在施加電壓1min后進行讀數(shù)。