表面电阻率测试仪 LST-121型体积表面电阻率测试仪使用说明

北京中航鼎力仪器设备有限公司制造

一.概述

LST-121体积表面电阻率测量仪可以测量超高电阻和极弱电流。采用大规模集成电路和技术，使仪器体积小、重量轻、精度高。电阻由数字液晶显示，同时直接显示流经被测电阻的电流。电阻范围从1×104ω到1×1018ω，电流测量范围从2× 10-4a到1× 10-16a。机器中的测试电压为DC10V、50V、100V、250V、500V和1000V。

LST-121体积表面电阻率测量仪具有精度高、显示速度快、稳定性好、读数方便等优点，适用于抗静电鞋、抗静电塑料橡胶制品、机房抗静电活动地板等抗静电产品的电阻值测试，以及绝缘材料和电子电气产品的绝缘电阻测量。该仪器不仅可以测量电阻，还可以直接测量电子器件的暗电流等电流。

二、主要特点

电阻测量范围为1×104ω~ 1×1018ω；

电流测量范围为2× 10-4a ~ 1× 10-16a。

体积小，重量轻，精度高；

显示特殊的被测电阻和流经电阻的电流，使操作和测量更加方便；

性能稳定，阅读方便；

它可以测量电阻和电流；

测试电压有6种:DC10V、50V、100V、250V、500V、1000V。

使用操作简单，数字结果可以在任意电阻范围和测试电压下直接读取和显示，避免了乘以系数的麻烦，使超高电阻的测量变得像用wan表测量普通电阻样品一样简单。

三、主要适用范围

测量材料的高电阻，如抗静电产品(抗静电鞋、抗静电塑料橡胶制品、机房抗静电活动地板等)的电阻值。);

体电阻(速率)和表面电阻(速率)的测量；

电化学和材料测试，以及物理、光学和材料研究；

器件的光电效应、暗电流测量等弱电测量。

四.技术指标

1.电阻测量范围:1×104ω~ 1×1018ω，分十个测量范围。

2.电流测量范围为2× 10-4a ~ 1× 10-16a

3.全数字LCD显示。

4.准确度:准确度优于下表

测量范围20 ~ 30℃相对湿度的有效显示范围

1040.01~19.99 5%

1050.01~19.99 5%

1060.01~19.99 5%

1070.01~19.99 5%

1080.01~19.99 5%

1090.01~19.99 5%

10100.01 ~ 19.99 5%+2字

10110.01 ~ 19.99 5%+2字

10120.01 ~ 19.99 5%+5字

10130.01 ~ 19.99 10%+5字

10140.01 ~ 19.99 10%+5字

0.01 ~ 19.99以上1014 10-15%+5字

当超出有效显示范围时，错误可能会增加。测试电流的精度与电阻的精度相同，测试电压的精度为10%

5.使用环境:温度-10℃ ~ 50℃，相对湿度

测试电压:DC10V、50V、100V、250V、500V和1000V。10%

7.电源形式:AC220V，50HZ，功耗10 W左右..

8.仪器尺寸:300mm× 280mm× 150mm。

9.质量:3.0KG左右。

V.工作原理

根据欧姆定律，测得的电阻r等于外加电压v除以通过电流I..也就是，

V

R= -

我

传统仪器的工作原理是测量电压V固定，通过测量流过被测对象的电流I读出电阻值来校准电阻的刻度。从上面的公式可以看出，电流I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，即当电阻无限大时，电流为零，即表头零位为∩，附近的刻度很密集，分辨率很低。整个尺度是非线性的。而且测量不同电阻时，电压V也会有所变化，普通兆欧表的精度很难提高。

LST-121体积和表面电阻率测试仪同时测量电阻两端的电压v和流经电阻的电流I，计算通过内部大规模集成电路的电流除以电压，然后数字显示A/D转换后的电阻值。即使电阻器两端的电压v和流过电阻器的电流I同时改变，显示的电阻值也不会像普通的高阻表那样由于测量电压v或电流I的改变而改变。因此，即使测量电压、电流，理论上误差也可以为零。实际误差可以是千分之几，也可以是万分之一。

不及物动词使用

6.1连接电源线

确保电源为220伏交流电压/50赫兹

6.2连接电源

将电流电阻范围设为104，电压范围设为10V，然后开机。

6.3零点调整

如果“Rx”两端开路，调零会使电流表显示0000。注:“Rx”两端无开路。如果接在电阻箱或被测物体上，调零后测量会产生很大误差。一般在一次性调零后的测试过程中不需要调零。完成后关闭。

6.4连接线

连接测试线，将主机与屏蔽盒连接，测量体积电阻时将测试按钮拨到Rv侧，测量表面电阻时拨到Rs侧。然后打开。

6.5选择合适的测量电压

电压选择开关在后面板上。请注意，在测试过程中，不应随意改变测量电压，因为过高的电压或电流可能会损坏被测设备或测试仪器。

6.6测试

测量时，逐渐从低档向高档拔出，每次停留1 ~ 2秒，观察并显示数字。当测得的电阻大于仪器的测量范围时，电阻计显示“1”。此时，仪器应继续被拉到较高的量程位置，当测量仪器有显示值时，应停止。当前数值乘以坡度就是测得的电阻值。当显示号码时，不要拨到更高的级别。如果仪器没有经过测试，会超出量程，内部保护电路开始工作，仪器的测量精度会下降。

6.7试验结束后，将电阻电流范围拉至“104”，电压范围调整至10V后，关闭电源

每次测量时，量程开关应转回104“调零”档的量程位置，以免因测量端启动或短路而损坏仪器。6.8测量电流和测量1015ω以上的超高电阻应使用欧姆定律，在测量电流后，用电压除以电流来计算电阻。详见第8.5节。

6.8体积电阻和表面电阻转换

在测试过程中，使用屏蔽盒转换体积电阻和表面电阻时，必须先关闭电源，然后转换档位，否则电压冲击会导致主机无法显示或损坏。

七.使用注意事项

高阻抗测量必须严格按照使用方法进行，否则仪器可能会损坏或带电。

7.1当“接收”的两端都打开时(主机打开)，应置零

例如，当连接到电阻箱或被测物体时，归零后测量会产生很大的误差。一般情况下，一次归零后，测试过程中不需要复位，但改变测量电压后可能需要复位。

7.2严禁“Rx”两端短路，以免大电流冲击微电流放大器

7.3试验过程中，不要随意改变测量电压。

任意改变被测电压可能会因电压或电流过大而损坏被测器件或测试仪器，有些材料是非线性的，即电压和电流不符合欧姆定律。当改变电压时，测量的电阻也会改变，因为电流不是线性变化的。

7.4测量时，从低速档逐渐换到高速档

每次停留1 ~ 2秒，观察显示的数字。当有显示值时，停止并记录当前数值作为测量电阻值。如果显示“1”，则意味着低档应该换到高档。直到显示一个数字。当有显示号码时，不能拨到高档位，否则仪器可能损坏(机器中有过流保护电路)。除104ω档位外，当显示低于1.99时，意味着超量程应降档！

7.5绝大多数绝缘材料，尤其是抗静电材料，在施加电压后电阻值会发生变化，从而引起数字变化

由于仪器的高分辨率，显示值的最后几个数字也会改变。这不是仪器本身的问题，而是被测物体复杂的导电机理使得电阻有所变化。在这种情况下，取两个有效数字就足够了。

7.6接通电源后，手指不能触及高压线的金属部分

该仪器有两种导线:高压线(红色)和微电流测试线。使用时注意高压线。高压线启动后，后人不能触摸，以免触电或麻木。

7.7测试期间，请勿触摸微电流测试端子

微电流测试终端害怕受到大电流或人体感应电压和静电的冲击。因此，开机后和测试过程中不允许接触微电流测试端子，以免损坏仪器。

7.8测量高阻抗时，应使用屏蔽盒屏蔽待测物体。

当测量值在1010ω以上时，防止外部干扰造成读数不稳定。

7.9每次测量后，应在下一次测试前将量程开关转回“104”位置

测量时，逐渐将量程开关拨到高阻档，测量结束后，将电流电阻量程和电压量程开关拨回到低阻档。从而保证下次启动时档位开关处于低阻档位。

八、典型应用

8.1测量抗静电鞋和导电鞋的电阻值

根据国家标准GB4386-84《抗静电胶鞋(靴)和导电胶鞋(靴)电阻值的测量方法》，抗静电鞋的电阻值必须在0.5×105ω~ 1.0×108ω的范围内，导电鞋的电阻值不得大于1.5X105，不仅厂家出厂前必须按此标准进行检验，试验合格后也必须出厂。

厂家在测量新鞋的电阻值时，应将硫化鞋放置24小时以上，然后放在测量所需的温湿度环境中2小时后再进行测量。用户应在定期检查时清洁鞋子，温度、湿度和存放时间的要求同上。测量环境要求:温度:10℃ ~ 40℃，相对湿度:40% ~ 70%。由于HEST121数字式表面和体积电阻率仪内部测量电压和电流，并直接显示电阻值，因此无需分别使用电压表和电流表计算电阻值。

通常防静电鞋只在106、107、108ω档测试，测试后开关转回104档。根据以上测试结果，按照标准来确定被测鞋子是否合格或耐磨。

8.2.测量抗静电材料的电阻和电阻率

抗静电材料的电阻值一般在105ω~ 1010ω左右，其测量电极可以是三电极，也可以是两电极。具体测量方法可参考相关标准或相关数据。

8.3.测量机房活动地板的系统电阻值

根据国家标准gb6650-86《机房活动地板技术条件》。使用标准电极(或三个电极的主电极)进行测量。

8.4.测量绝缘材料的电阻(率)

绝缘材料，如塑料(聚乙烯、聚氯乙烯、尼龙等。)和橡胶，具有高电阻率，因此测量时应采取屏蔽措施，以避免读数不稳定甚至无法测量。三个电极可用于测量。具体方法可参考国标GB1410。

8.5.1014ω以上电流和超高电阻的测量

当测量1014ω以上的超高电阻时，可以通过测量电流，然后使用欧姆来测量

该定律用于计算超高电阻值。测量电流和测量电阻基本相同。

比如电流表头显示读数为1.234，量程位置为10-8，则电流I = 1.234× 10-8 A。

使用欧姆定律

V

R= -

我

电阻值可以计算出来。1014ω以上的超高电阻可以通过测量电流从1015ω测量到1018ω。

九、仪器测量常见问题

9.1为什么测量同一个物体时，电阻范围不同，读数也不同？

这是因为为了防止测量电阻时过压损坏仪器，如果仪器中的保护电路在超量程发生时开始工作，测试电压会降低以保护内置放大器。在不同的电压下测量同一个物体会有不同的结果。而且测量电阻时，如果读数小于199，只有三位数字，第一位数字为1，其精度会降低。因此，当测量电阻时，当第一个读数从1变为某个读数时，不应将开关转到更高的范围，以免对仪器造成过大的电流冲击。在实际使用中，读数位数越多精度越高。

9.2为什么测量一些不同量程物体的电流时，测量结果差别很大？

这是因为一般物体的输出电流不是恒定电流，而是仪器有一定的内阻。如果仪器上选定量程的内阻过大，仪器上的压降会影响被测对象的输出电流，从而造成测量误差。一般电流越小，内阻越高。因此，在测量电流时，应选择较大的电流范围。在实际使用中，即只要电流表有读数，读数少的小的准确度就比读数多的高。

9.3为什么测量时仪器读数总是不稳定？

一般材料的导电性不严格。像标准电阻样品一样，在一定的电压下有一个非常稳定的电流。有很多材料，尤其是抗静电材料，其电导率不符合欧姆定律，因此在测量过程中读数不稳定。

这不是仪器的问题，而是由被测对象的性能决定的。有些标准规定以一分钟内读数为准。通常测量高阻或微电流时，测量精度较差，所以测量读数只需要2或3位。此外，在测量大电阻时，如果屏蔽不好，仪器的读数会因外部电磁信号而不稳定。

9.4为什么在关闭电源之前，测量结束时必须将量程开关转到104档？

这是因为被测对象和仪器的输入端在测量时有一定的电容，而这个电容在测量时已经充到电压值。如果仪器没有转到104档，然后电源关闭，这个充电的电容器将使仪器中的放大器放电，并对仪器造成损坏。当被测物体的电容较大，测试电压较高时，电容储存的电能较大，更容易损坏仪器，尤其是在高电阻范围或低电流范围内，由于仪器非常敏感，更容易因过载而损坏仪器。因此，在关闭电源之前，有必要将档位开关转到104档。

9.5电阻测量过程中为什么不改变被测对象的测试电压？

在测量电阻的过程中，如果被测对象的测试电压发生变化，无论电压变高还是变低，都会产生大的脉冲电流，这种大电流很可能会使仪器超量程，甚至损坏仪器。另一方面，如果电压突然变化，测量仪器会受到被测物体的(分布)电容放电或反向放电的冲击和损坏。有些物体耐压低，当你改变测量电压时，有些物体会击穿，产生大电流，损坏仪器。如果要改变被测电压，为了保证被测物体不会因为电压过大而击穿，首先要将量程开关转到104档，然后关闭电源，再从仪器后面板调整到需要的电压。有些材料是非线性的，即电压和电流不符合欧姆定律。当电压发生变化时，由于电流不是线性变化的，所以测得的电阻也会发生变化。

9.6为什么需要将电压范围开关转到10V再关闭电源？

这是因为机器中的电容是用高电压充电的(最高电压在1200V以上)，这些电容携带的电能会长期保留。如果将电压范围开关转到10V，然后关闭电源，机器中的高压电容将迅速放电，被测高压端不会留下危险电压而造成电击。如果只拨电源线而不把电压调至10V，虽然切断电源，但机器内的高压电容会长时间保持高电压，造成人员或其他物体触电或损坏。当仪器出现问题时，不要只是打开机箱，由于机器内部的高电压而导致触电。找专业技术人员或者把仪器送回厂家维修。

十、表面电阻率计算中的体积电阻率

10.1体积电阻和表面电阻的读数

体积电阻:

根据国家标准GB1410第11.1条:在样品表面施加规定的DC电压后，开始计时，并按如下方式对每个电化学时间进行测量:1分钟、2分钟、5分钟、10分钟、50分钟、100分钟。如果通过两次连续测量获得相同的结果，则可以完成测试，并且可以通过该电流值计算体积电阻。作为验收测试，根据相关规范，使用固定的电化学时间计算体积电阻率，如1分钟后的电流值。

表面电阻:

根据GB1410标准11.2，应在电化学时间1分钟后测量电阻，即使电流在此时间内没有达到稳定状态。

10.2体积电阻率的计算:

体积电阻率计算公式如下:

式中:PV——体积电阻率，单位为欧姆·厘米(ω。cm)；

RX——测得的体积电阻，单位为欧姆(ω)；

A——被保护电极的有效面积，单位为平方米或平方厘米

H——样品的平均厚度，单位为米或厘米

注:A=19.635(cm2)

10.3表面电阻率的计算:

表面电阻率计算公式如下:

其中:Ps——体积电阻率，单位为欧姆米(ω。cm)；

RX——根据测得的仪表电阻，单位为欧姆(ω)；

P——被保护电极的有效周长，单位为米(米)或厘米(厘米))

G——两个电极之间的距离，单位为米或厘米

备注:P=15.708(厘米)g=0.2(厘米)

十一、三电极接线说明

两个电极可以用来测量电阻，一个连接到高压电极，另一个连接到电流电极。仪器的接地线用于屏蔽。测量高阻时，应接在屏蔽盒的接地上，以防干扰。不需要测量低电阻。国家标准GB1410《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率测试方法》推荐了一种三电极测量方法:

它由三个垂直电极组成:

1.中心为直径50 mm的圆柱体，标准中没有规定高度，但一般为40 mm。

2.圆筒外面有一个环。环内径60mm，外径80 mm，标准没有规定高度，一般是40 mm。

3.底部为直径100 mm的平板，标准中没有规定厚度，但一般为5 mm。

如果用三个电极来测量材料的表面电阻或体积电阻，可以按如下图进行布线:

4.测量表面电阻:(电流流过被测物体表面时测得的电阻)

仪器的高压输出(红色)连接到环形电极

仪器的电流输入端(芯线)与圆柱形电极相连

仪器接地(黑色屏蔽线)连接到圆盘电极

5.测量体积电阻:(电流流过被测物体时测得的电阻)

仪器的高压输出(红色)连接到圆盘电极

仪器的电流输入端(芯线)与圆柱形电极相连

仪器接地(黑色屏蔽线)连接到环形电极

如果开关位于右侧的Rs位置，则测量表面电阻Rs。此时，环形电极变为电压，圆盘电极被连接，电流通过材料表面从环形电极流向圆柱形电极。