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薄膜表面電阻率測試儀參數
*電阻測量（Ω）：0—2×1019
電流測量（A）： 10-16—2×10-4
額定電壓（V）：10，25，50，100，250，500，1000
顯示：3 1/2位大屏帶背光數字顯示
*測量定時功能：1-7min自動讀數鎖定
*誤操作報警功能：有
*防濾波干擾功能：有
*電 源：內置可充電電池
外形尺寸（mm）：320×290×115( l×b×h)
質量（重量）：3KG
使用環境：溫度：0-40℃，相對濕度＜80%
一、薄膜表面電阻率測試裝置實驗目的
1. 了解聚合物體積電阻和表面電阻的物理意義；
2. 掌握ZST-212型超高電阻計的使用方法。
二、實驗原理
l 聚合物的導電性，通常用與尺寸無關的體積電阻率（ρv）和表面電阻率（ρs）來表示。體積電阻率ρv表示聚合物截面積為1cm2和厚1cm的單位體積對電流的阻抗。
ρv=Rv S/h （1）
式中，Rv為體積電阻；S為測量電極的面積；h為試樣的厚度。
表面電阻率ρs 表示聚合物長1cm和寬1cm的單位表面對電流的阻抗。
ρs＝Rs L/b （2）
式中，Rs為表面電阻；L為平行電極的長；b為平行電極間距。
電導率是電阻率的倒數。電導是表征物體導電能力的物理量。它是在電場作用下，物體中的載流子移動的現象。高分子是由許多原子以共價鍵連接起來的，分子中沒有自由電子，也沒有可流動的自由離子（除高分子電解質含有離子外），所以它是優良的絕緣材料，其導電能力極低。一般認為，聚合物的主要導電因素是由雜質所引起，稱為雜質電導。但也有某些具有特殊結構的聚合物呈現半導體的性質，如聚乙炔、聚乙烯基咔唑等。
當聚合物被加于直流電壓時，流經聚合物的電流最初隨時間而衰減，最后趨于平穩。其中包括了3種電流，即瞬時充電電流、吸收電流和漏導電流（見圖1）。
*電阻測量（Ω）：0—2×1019
電流測量（A）： 10-16—2×10-4
額定電壓（V）：10，25，50，100，250，500，1000
顯示：3 1/2位大屏帶背光數字顯示
*測量定時功能：1-7min自動讀數鎖定
*誤操作報警功能：有
*防濾波干擾功能：有
*電 源：內置可充電電池
外形尺寸（mm）：320×290×115( l×b×h)
質量（重量）：3KG
使用環境：溫度：0-40℃，相對濕度＜80%
一、薄膜表面電阻率測試裝置實驗目的
1. 了解聚合物體積電阻和表面電阻的物理意義；
2. 掌握ZST-212型超高電阻計的使用方法。
二、實驗原理
l 聚合物的導電性，通常用與尺寸無關的體積電阻率（ρv）和表面電阻率（ρs）來表示。體積電阻率ρv表示聚合物截面積為1cm2和厚1cm的單位體積對電流的阻抗。
ρv=Rv S/h （1）
式中，Rv為體積電阻；S為測量電極的面積；h為試樣的厚度。
表面電阻率ρs 表示聚合物長1cm和寬1cm的單位表面對電流的阻抗。
ρs＝Rs L/b （2）
式中，Rs為表面電阻；L為平行電極的長；b為平行電極間距。
電導率是電阻率的倒數。電導是表征物體導電能力的物理量。它是在電場作用下，物體中的載流子移動的現象。高分子是由許多原子以共價鍵連接起來的，分子中沒有自由電子，也沒有可流動的自由離子（除高分子電解質含有離子外），所以它是優良的絕緣材料，其導電能力極低。一般認為，聚合物的主要導電因素是由雜質所引起，稱為雜質電導。但也有某些具有特殊結構的聚合物呈現半導體的性質，如聚乙炔、聚乙烯基咔唑等。
當聚合物被加于直流電壓時，流經聚合物的電流最初隨時間而衰減，最后趨于平穩。其中包括了3種電流，即瞬時充電電流、吸收電流和漏導電流（見圖1）。
圖1 流經聚合物的電流
（1）瞬時充電電流是聚合物在加上電場的瞬間，電子、原子被極化而產生的位移電流，以及試樣的純電容性充電電流。其特點是瞬時性，開始很大，很快就下降到可以忽略的地步。
（2）吸收電流是經聚合物的內部，且隨時間而減小的電流。它存在的時間大約幾秒到幾十分鐘。吸收電流產生的原因較復雜，可能是偶極子的極化、空間電荷效應和界面極化等作用的結果。
（3）漏導電流是通過聚合物的恒穩電流，其特點是不隨時間變化。通常是由雜質作為載流子而引起。
由于吸收電流的存在，在測定電阻（電流）時，要統一規定讀取數值的時間（1min）。另外，在測定中，通過改變電場方向反復測量，取平均值，以盡量消除電場方向對吸收電流的影響所引起的誤差。
三、實驗設備和材料
本實驗使用ZST-212型1017Ω超高電阻10-14A微電流測試儀，它是一種直讀式的測超高電阻和微電流的兩用儀器。測量范圍為1×106～1×1017Ω，共分8檔。電壓共分5檔（10V、100V、250V、500V、1000V），比較試驗時應采用相同電壓，絕緣電阻高的材料選用高電壓。儀器面板如圖2所示。
（2）吸收電流是經聚合物的內部，且隨時間而減小的電流。它存在的時間大約幾秒到幾十分鐘。吸收電流產生的原因較復雜，可能是偶極子的極化、空間電荷效應和界面極化等作用的結果。
（3）漏導電流是通過聚合物的恒穩電流，其特點是不隨時間變化。通常是由雜質作為載流子而引起。
由于吸收電流的存在，在測定電阻（電流）時，要統一規定讀取數值的時間（1min）。另外，在測定中，通過改變電場方向反復測量，取平均值，以盡量消除電場方向對吸收電流的影響所引起的誤差。
三、實驗設備和材料
本實驗使用ZST-212型1017Ω超高電阻10-14A微電流測試儀，它是一種直讀式的測超高電阻和微電流的兩用儀器。測量范圍為1×106～1×1017Ω，共分8檔。電壓共分5檔（10V、100V、250V、500V、1000V），比較試驗時應采用相同電壓，絕緣電阻高的材料選用高電壓。儀器面板如圖2所示。
圖2 ZST-212型1017 Ω超高電阻10-14A微電流測試儀面板
1－指示表；2－倍率選擇開關；3－測試電壓選擇開關；4－“＋”、“－”極性開關；5－“放電－測試”開關， 6－指示燈；7－電源開關；8－滿度調整旋鈕；9－“0、∞”旋鈕；10－“輸入短路開關”；11－高壓端鈕（紅色）；12－接地端鈕；13－輸入端鈕；14－測量端；15－接地端；16－高壓端 17－Rs－R旋鈕。
儀器的倍率選擇量程從1×102～1×109，轉換量程應從小到大。本儀器一般情況下不能用來測量那些一端接地的試樣的電阻。在測試時，儀器及試樣應放在高絕緣的墊板上，以防止漏電影響測試結果。
使用三電極系統測試絕緣材料的體積電阻Rv和表面電阻Rs時，可按圖3接線。
圖3 三電極系統接線圖
1－測量電極；2－高壓電極；3－保護電極；4－被測試樣
儀器所附3個電極的尺寸按中華人民共和國－機部部標JB 903-66絕緣材料通用電性能試驗方法的規定。若要進行升溫測試，則其電極及加熱裝置與介質損耗測定相同，也可把電極放在恒溫箱中進行測定。
當被測電阻高于1010?時，應將試樣置于屏蔽箱內，箱外殼接地，以減少外界的影響。
標準試樣為注射成型所得的直徑為100mm的大圓餅，試樣表面應光滑、清潔，并預先在(25±2)℃、相對濕度65％±5％的環境中存放16h以上。
四、薄膜表面電阻率測試儀實驗步驟
（1）準確測量下列數值：
1）實驗溫度及濕度。
2）按圖3所示，測量主電極直徑D1，保護環直徑D2。
3）試樣的厚度，用游標卡尺測量3個點的平均值，有效數字取兩位。
（2）測試前準備工作
開機前面板上的各開關位置應如下：
1 )測試電壓開關置于“10V”；
2）倍率開關置于低檔位置（1×102）；
3）“放電－測試”開關置于“放電”位置； ‘
4）電源開關置于“斷”的位置；
5）輸入短路開關置于“短路”；
6）極性開關置于“0”。
（3）檢查測試環境的溫度和濕度
當環境濕度高于80％以上時，測量較高的絕緣電阻(大于1011?)時，可能會導致較大的誤差。
（4）檢查交流電源電壓
電源電壓應保持在（220±20）V，必要時使用穩壓器調節。
（5）接線
按圖3放好試樣，連接儀器線路：
1）用接地線把電極箱接地端與高阻計接地端連接好，接上電源的地線（見圖2）。
2）脫下輸入端6的保護帽，用測量電纜線將輸入端6與電極箱測量端14連接。
3）用高壓接線把高壓端8與電極箱高壓端16連接。
4）接通儀器電源，開啟電源開關，指示燈發亮，并有蜂鳴聲。如發現指示燈未亮，應切斷電源，待查明原因后方可使用。
（6）儀器預熱
接通電源預熱儀器30min，將極性開關置于“+“處，此時可能發現指示表指針會偏離 “∞”及“0”處。慢慢調節“∞”及“0”電位器，使指針指向“∞”及“0”處，直至不再變動。
（7）調節儀器靈敏度
將倍率開關由×102位置轉至“滿度”位置，把“輸入短路”開關下撥至“開路”，這時指針應從“∞”位置指向“滿度”，即“1”位置。如果偏離，則調節“滿度”電位器，使之剛好到“滿度”。然后再把倍率開關撥到×102處，輸入短路上撥至“短路”，指針應重指于“∞”及“0”處。否則再調節電位器。反復多次，把儀器靈敏度調好。在測試中應經常檢查“滿度”及“∞”，以保證儀器的測試精度。
（8）測試步驟
1）將試樣放入電極箱的三電極間，注意勿使測量電極與保護電極相接觸，以免燒壞儀器的晶體管。上、下電極的中心處對齊。
2）將測試電壓選擇開關置于所需要的電壓擋，對于聚合物材料，一般先選100V，測不到時再轉250V、500V或1000V。
3）將“放電－測試”開關置于“測試”擋，短路開關仍置于“短路”，對試樣充電30s，然后將輸人短路開關撥下，讀取1min時的電阻值，作為試樣的絕緣電阻值。讀數完畢，立即把短路開關撥上“短路”，“放電一測試”開關置于“放電”擋。
若短路開關撥下時，指針很快打出滿度，應立即將輸入短路開關撥到“短路”，“放電一
測試”開關撥到“放電”，待查明原因再進行測試。
當輸人短路開關撥下后，如發現表頭無讀數或指示很小，可將倍率開關升高一擋。逐擋升高倍率，直至讀數清楚為止（應盡量取在儀表刻度上1～10的范圍讀數）。
4）放電30s，把電阻量程退小一擋，重復步驟②，共測量3次。
5）按2)、3)、4)步，在室溫下分別測試試樣的3個Rv及Rs值，取其算術平均值。
6）試樣測定完畢，即將“放電－測試”開關撥到放電位置，輸入短路開關撥至“短路”，取出試樣。對電容量較大（約在0.01μF以上）的試樣，需經1min左右的放電，方能取出試樣，否則可能受到電容中殘余電荷的襲擊。
7）儀器使用完畢，先切斷電源，將面板上各開關復原。
五、數據處理
原始數據記錄：
室溫： 濕度：
| 1 | 2 | 3 | 平均值 | |
| 樣品厚度/cm | ||||
| Rv / ? | ||||
| Rs/ ? | ||||
| ρv/Ω﹒cm | ||||
| ρs/Ω﹒cm | ||||
用公式（1）及公式（2）計算ρv及ρs：
ρv＝Rv S/h
＝D12 Rv /(4h) （Ω·cm）
和 ρs＝Rs
式中，h為試樣厚度，cm；D1為測量電極直徑（本儀器為5cm）；
D2為保護電極內徑（環電極）直徑（本儀器為5.4cm）。
在此，
=81.6，為一定值。
ρv＝Rv S/h
＝D12 Rv /(4h) （Ω·cm）和 ρs＝Rs
式中，h為試樣厚度，cm；D1為測量電極直徑（本儀器為5cm）；
D2為保護電極內徑（環電極）直徑（本儀器為5.4cm）。
在此，
=81.6，為一定值。
