固體絕緣材料的體積表面電阻率測試儀（全自動ZST-212）

一、符合標準及適用范圍：

固體絕緣材料的體積表面電阻率測試儀既可測量高電阻，又可測微電流。采用了美國In公司的大規(guī)模集成電路,使儀器體積小、重量輕、準確度高。以雙3.1/2 位數(shù)字直接顯示電阻的高阻計和電流。量限從1×104Ω ～1×1018 Ω，是目前國內(nèi)測量范圍zui寬，準確度zui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)測試電壓為10/50/100/250/500/1000V任意可調(diào)。本儀器具有精度高、顯示迅速、性好穩(wěn)定、讀數(shù)方便， 適用于防靜電產(chǎn)品如防靜電鞋、防靜電塑料橡膠制品、計算機房防靜電活動地板等電阻值的檢驗以及絕緣材料和電子電器產(chǎn)品的絕緣電阻測量。除能測電阻外，還能直接測量微弱電流。
二、技術(shù)指標

三、工作原理
    根據(jù)歐姆定律，被測電阻Rx等于施加電壓V除以通過的電流I。傳統(tǒng)的高阻計的工作原理是測量電壓V固定，通過測量流過取樣電阻的電流I來得到電阻值。從歐姆定律可以看出，由于電流I是與電阻成反比，而不是成正比，所以電阻的顯示值是非線性的，即電阻無窮大時，電流為零，即表頭的零位處是∞，其附近的刻度非常密，分辨率很低。整個刻度是非線性的。又由于測量不同的電阻時，其電壓V也會有些變化，所以普通的高阻計是精度差、分辨率低。
    本臺電阻率測試儀是同時測出電阻兩端的電壓V和流過電阻的電流I，通過內(nèi)部的大規(guī)模集成電路完成電壓除以電流的計算，然后把所得到的結(jié)果經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后以數(shù)字顯示出電阻值，即便是電阻兩端的電壓V和流過電阻的電流I是同時變化，其顯示的電阻值不象普通高阻計那樣因被測電壓V的變化或電流Ｉ的變化而變，所以，即使測量電壓、被測量電阻、電源電壓等發(fā)生變化對其結(jié)果影響不大，其測量精度很高()，從理論上講其誤差可以做到零，而實際誤差可以做到千分之幾或萬分之幾。
四、典型應(yīng)用
1、測量絕緣材料電阻(率)
2、測量防靜電材料的電阻及電阻率
3、測量計算機房用活動地板的系統(tǒng)電阻值
4、測量防靜電鞋、導(dǎo)電鞋的電阻值
5、光電二極管暗電流測量
6、物理,光學(xué)和材料研究
五、標準配置：
1、儀器主機 1臺

2、屏蔽箱   1個

3、試驗電極 3個（屏蔽線、測試接線、接地線）

4、說明書   1本

5、電源線   1條

6、數(shù)據(jù)線   3條

7、合格證   1份

8、保修卡   1份

電阻率定義

電阻率(Resistivity)是用來表示各種物質(zhì)電阻特性的物理量，某種材料制成的長為1m，橫截面積為1m2的導(dǎo)體的電阻，在數(shù)值上等于這種材料的電阻率。它反映物質(zhì)對電流阻礙作用的屬性，它不僅與物質(zhì)的種類有關(guān)，還受溫度、壓力和磁場等外界因素影響。

電阻率是用來表示各種物質(zhì)電阻特性的物理量。用某種材料制成的長為1m、橫截面積為1m2的導(dǎo)體的電阻，在數(shù)值上等于這種材料的電阻率。

國際單位制中，電阻率的單位是Ω·m，常用單位還有Ω·mm2/m

推導(dǎo)公式：

電阻率（resistivity）是用來表示各種物質(zhì)電阻特性的物理量。在溫度一定的情況下，材料的電阻為： R=ρL/S

其中的ρ就是電阻率，L為材料的長度， S為材料的橫截面積?？梢钥闯?，材料的電阻大小跟材料的長度成正比，即在材料和橫截面積不變時，長度越長，材料電阻越大；而跟材料橫截面積成反比，即在材料和長度不變時，橫截面積越大，電阻越小。

由上式可知電阻率的定義為：ρ=RS/L

推導(dǎo)公式： R=ρV/S²,R=ρL²/V

注：推導(dǎo)公式假設(shè)V為材料體積且滿足 V=LS

對于橫截面不均勻的材料，可以將其看成由無數(shù)個長度極短的橫截面均勻材料串聯(lián)而成的。

說明：

1、電阻率ρ不僅和導(dǎo)體的材料有關(guān)，還和導(dǎo)體的溫度有關(guān)。在溫度變化不大的范圍內(nèi)，幾乎所有金屬的電阻率都隨溫度作線性變化，即ρ=ρ₀(1+at)，式中t是攝氏溫度，ρ₀是0℃時的電阻率，a是電阻率溫度系數(shù)，利用這一性質(zhì)可制成電阻溫度計，有些合金電阻率受溫度的影響很小，常用來作標準電阻。

2、由于電阻率隨溫度改變，故對于某些電器的電阻，必須說明它們所處的物理狀態(tài)。如一個“220V，40W”電燈燈絲的電阻，正常發(fā)光時是1 210Ω，未通電時只有100Ω左右 。

3、電阻率和電阻是兩個不同的概念，電阻率是反映物質(zhì)對電流阻礙作用的屬性，電阻是反映物體對電流阻礙作用的屬性。

影響因素：

電阻率不僅與材料種類有關(guān)，而且還與溫度、壓力和磁場等外界因素有關(guān)。金屬材料在溫度不高時，ρ與溫度t(℃)的關(guān)系是ρt=ρ0(1+at)，式中ρt與ρ0分別是t℃和0℃時的電阻率；a是電阻率的溫度系數(shù)，與材料有關(guān)。錳銅的a約為1×10-5/℃（其數(shù)值極?。?，用其制成的電阻器的電阻值在常溫范圍下隨溫度變化極小，適合于作標準電阻。已知材料的ρ值隨溫度而變化的規(guī)律后，可制成電阻式溫度計來測量溫度。半導(dǎo)體材料的a一般是負值且有較大的量值。制成的電阻式溫度計具有較高的靈敏度。有些金屬（如Nb和Pb）或它們的化合物，當(dāng)溫度降到幾K或十幾K（絕對溫度）時，ρ突然減少到接近0，出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象，超導(dǎo)材料有廣泛的應(yīng)用前景。利用材料的ρ隨磁場或所受應(yīng)力而改變的性質(zhì)，可制成磁敏電阻或電阻應(yīng)變片，分別被用來測量磁場或物體所受到的機械應(yīng)力，在工程上獲得廣泛應(yīng)用 。

常用金屬導(dǎo)體電阻率ρ(Ω·m)：(1)銀1.65 ×10-8；(2)銅1.75 ×10-8；(3)金2.40×10-8；(4)鋁2.83 ×10-8；(5)鎢5.48 ×10-8；(6)鐵9.78 ×10-8；(7)鉑2.22 ×10-7；(8)錳銅4.4 ×10-7；(9)汞9.6 ×10-7；(10)康銅5.0 ×10-7；(11)鎳鉻合金1.0 ×10-6；(12)鐵鉻鋁合金1.4 ×10-6；(13)鋁鎳鐵合金1.6 ×10-6

可以看出，導(dǎo)體中純金屬的電阻率小，合金的電阻率大。銀的電阻率最小，但銀的價格昂貴，通常很少用銀做導(dǎo)線，只在特殊需要時才用，導(dǎo)線一般都用電阻率較小的銅或鋁來制作，鋁比銅便宜，因此鋁導(dǎo)線用的很多。電爐、電阻器的電阻絲一般都用電阻率較大的合金來制作。

各種材料的電阻率都隨溫度而變化，金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，因此金屬導(dǎo)體的電阻也隨溫度的升高而增大，利用電阻的這種性質(zhì)可以制作電阻溫度計；如果已知導(dǎo)體電阻隨溫度的變化情況，那么，測出導(dǎo)體的電阻，反過來就可以知道導(dǎo)體的溫度  。

應(yīng)用：

電阻率是反映導(dǎo)體導(dǎo)電性能好壞的物理量。電阻率小，導(dǎo)電性能好；電阻率大，導(dǎo)電性能差。電阻率的大小是由材料本身的性質(zhì)決定的，而同一種材料的電阻率又隨溫度的變化而變化，一般情況下溫度高，電阻率大。下表列出了常溫下一些常見材料的電阻率。

常見材料（20℃）的電阻率

由上表可以看出，金屬和合金的電阻率都很??；而電木、橡膠的電阻率都很大。在使用時，可以根據(jù)需要，參照電阻率表選取合適的材料。例如，在供電、輸電、配電線路中，為了減小電阻，要選用銅、鋁等低電阻率的材料制作導(dǎo)線；而在用電器和電工工具的絕緣部分又要選用電木、橡膠等高電阻率的材料制作導(dǎo)線  。

在給空調(diào)等高耗能電器裝配專用導(dǎo)線時，由于它們的功率較大，工作電流較大，因此我們常選擇電阻率較小、線徑較大的銅導(dǎo)線。

各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化。純金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，電阻溫度計就是利用金屬的這種特性制成的，它可以用來測量很高的溫度。精密的電阻溫度計是用鉑做的。已知鉑絲的電阻與溫度的對應(yīng)關(guān)系，只需測出鉑絲的電阻就可以知道環(huán)境溫度。有些合金如錳銅和康銅合金，電阻率幾乎不受溫度變化的影響，常用來制作標準電阻 。