硫化體積表面電阻率測量儀GB/T1410-2006

1 概述
ZST-212硫化體積表面電阻率測量儀GB/T1410-2006用于測量絕緣材料、電工產品、各種元器件的絕緣電阻；該儀器具有測量精度高、性能穩定、操作簡單、測試完畢后高壓短路放電保護等優點，儀器的最高量程10¹⁷Ω電阻值。
本儀器依據標準：
GB/T1410-2006；IEC60093:1980
GB/T 31838.1-2015； IEC 62631-1:2011
GB/T 31838.2-2019； IEC 62631-3-1：2016
GB/T 31838.3-2019； IEC 62631-3-2：2015
GB/T 31838.4-2019； IEC 62631-3-3：2015
GB/T10064-2006
GBT1692-2008
2功能特點
ZST-212電阻率測試儀采用PLC控制，觸控屏顯示，測試過程全自動，主要用于塑料、薄膜等絕緣材料的表面電阻率、體積電阻率的測量。
2.1、觸控屏人機界面，數顯電阻值，自動計算電阻率。
2.2、表面電阻和體積電阻的測量可通過屏幕按鈕一鍵切換，測量接線無需轉換。
2.3、測試信號采用三同軸屏蔽線纜輸入，測試精度高。
2.4、電阻量程檔位自動切換，試驗過程全自動。
2.5、測試儀器和屏蔽箱一體化，無需外接線。
3 規格及技術特性及使用條件
3.1、規格和主要技術參數
型號： ZST-212電阻率測試儀。
電阻范圍：（10⁴ ～10¹⁷）Ω。
電阻測量誤差：  1×10⁴～1×10⁸ Ω±5%；
1×10⁸～1×10¹⁰ Ω±5%；
1×10¹⁰～1×10¹² Ω±10%；          
1×10¹²以上±20%；
測試電壓：10V、50V、100V、250V、500V、1000V。
測試電壓(見表1)、測量范圍(見表2)

 硫化體積表面電阻率測量儀GB/T1410-2006

表1

3.2、使用條件
①環境溫度： 0～40℃
②相對溫度：≤70%
③供電電流：交流220V ±10%  50Hz
3.3、儀器可連續工作8小時
3.4、消耗功率：約 10W
4 儀器結構及工作原理
4.1、儀表結構：主要由五部分組成如圖 1
 
圖1 結構圖
①直流高壓電流輸出10，50，100，250，500，1000V六檔。
②根據試樣的電阻值及直流高壓值選擇合適的量程檔位。
③高輸入阻抗直流放大器（輸入阻抗>10¹⁵Ω）。
④觸控屏顯示界面，顯示被測絕緣電阻和微電流值。
⑤電源供給儀器各部分工作電源。
4.2、儀器作高阻測試時其主要原理如圖 2 所示，測試時被測試樣電阻 Rx 與高阻抗直流放大器的輸入電阻(倍率電阻)“Ro"串聯并跨接于直流電源上，高阻抗直流放大器將其輸入電阻“Ro"上的分壓電壓 Uo 經放大后送指示器指示被測絕緣電阻值，并按（1）式計算絕緣電阻。
 
U測試電壓     Ro倍率取樣電阻     其上電壓為Uo
Rx被測試樣的絕緣電阻     Ko為放大器的放大倍數
5操作界面
5.1箱體整體功能介紹
5.1.1、觸控屏。用于設置試驗參數，顯示測量值、顯示狀態監控和按鈕操作等功能。
5.1.2、高壓指示燈。此燈亮時表示已啟動，主回路已有直流電壓輸出，燈滅時表示試驗結束，直流高壓已降為零。
5.1.3、電源開關。提供給整機的試驗電源開關。
5.1.4、接地柱。控制柜機殼與接地系統（大地）相連。
5.1.5、電源插座。提供試驗設備的電源，電源為220V  50Hz 6A
5.2操作界面
 
圖3操作界面
5.2.1、施加電壓/試驗電壓。設置和顯示的是施加到試品上的直流高壓值。
5.2.2、電化時間/電化計時。設置和顯示測試試品的充電極化時間，一般設置60s。
5.2.3、試品厚度。表示的是被測試品的厚度。
5.2.4、電極間隙。電極采用的是間隙2mm的電極還是間隙5mm的電極。
5.2.5、測試模式。體積電阻、表面電阻和絕緣電阻三種測試模式。
5.2.6、測試電流。指示的是測試試品上的電流值。
5.2.7、體積/表面/絕緣電阻。啟動開始測量后，顯示9.99×10¹⁶表示測試的電阻量程檔位偏低，當檔位合適時，表示的是測試試品的電阻值，電化時間到了之后自動停止測試，保持顯示最后時刻的電阻值。
5.2.8、電阻率。依據選擇的測試電極和試品厚度自動計算出體積電阻率或表面電阻率。
5.2.9、啟動按鈕。在設置好試驗參數后，按此按鈕后啟動測試程序，自動進行測試。
5.2.10、停止按鈕。按此按鈕后停止測試。
5.2.11、校準按鈕。系統參數校正界面。
5.3校準界面
點擊校準按鈕后進入校準界面。
 
圖4校準界面
5.3.1、標準電阻校準系數。用于調整觸控屏上各采樣電阻檔位上的電阻倍率。比如用四檔位對1×10¹¹Ω電阻（作為被測樣品）進行測量，觸控屏上顯示的是1.1×10¹¹Ω，應將六次方k值修改成原k值的0.90倍，反之，將k值改大。
5.3.2、采樣高壓校準系數。用于調整觸控屏主界面左上角實測的試驗電壓值。比如校準的標準電壓表示值是1000V，觸控屏上顯示的是990V，應將k值修改成原k值的0.99倍（990/1000=0.99），反之，將k值改大。
5.3.3、自動和手動檔位。實際測量時用自動檔位，當需要校準時切換到手動檔位。
5.3.4、英文/中文。點擊后整個操作界面和設置界面在中英文之間切換。
注意：校準界面的參數未經生產廠家允許不得輕易修改。
6 常用接線方法
用三電極系統測試絕緣材料的體積電阻和表面電阻。
屏蔽箱內三個接線端子，左側測試端插紅線，接中間的圓柱電極（測試電極），右側插黑線，接圓環電極，中間插入下電極（直徑最大的圓柱電極）。
 
測體積電阻 Rv             測表面電阻 Rs
 
圖5三電極原理接線圖
圖中：（1）測試電極 （2）下電極 （3）環電極 （4）被測試品
測試三電極系統按照絕緣電阻、體積電阻和表面電阻試驗方法或GBT31838.3-2019中的規定制作的，其主要尺寸如下：
測量電極直徑d1= 50mm
保護電極內徑d2= 54 mm或60mm
保護電極與測量電極間的間隙 g = 2mm或g = 5mm
測試表面電阻和測試體積電阻時的接線圖如下所示：
 
圖6 三電極實物接線圖
體積電阻、表面電阻和絕緣電阻通過觸控屏上的測試模式切換，系統通過內部的繼電器自動進行線路切換，外部接線始終不變。
7測試步驟
7.1、打開設備電源開關，預熱10分鐘。
7.2、打開屏蔽箱蓋，將被測試品放置在三電極中間位置，試品應全部覆蓋下電極。
7.3、按照圖5和圖6的接線方式接好線，右側黑色線接環電極，左側紅色線接測試電極。
7.4、調整環電極的位置，環電極和測試電極之間的間隙均勻。
7.5、關閉屏蔽箱蓋，設置施加電壓、電化時間（默認60s）和厚度。
7.6、同一個試品需要測量表面電阻和體積電阻時，一定要先測表面電阻后測體積電阻。將測試模式檔位開關至需要的檔位。
7.7、按啟動按鈕，觀察電阻值和檔位的變化，當檔位穩定開始電化計時，電化時間到后記錄電阻值。
7.8、測試結束，觀察高壓指示燈滅，打開試驗箱蓋，換取試品，重復步驟2～7。
7.9、試驗結束，關閉電源，用綢布蓋住設備，保持清潔。
8電阻率計算
8.1體積電阻率的計算（以間隙2mm為例）：
例如：測量體積電阻R_V時R_V=3.2×10¹²Ω
體積電阻率怎么計算呢？

d₁ : 被保護電極直徑為50mm。
g：測量電極間間隙 g =2mm
h : 絕緣材料試品的厚度（mm）
Rv：體積電阻值
A: 被保護電極有效面積（mm²）
根據本電極的底面積為

比如測量試品的厚度h是2mm，
那么體積電阻率=2123.72/2* R_V
=1061.86 R_V
=1061.86mm×3.2×10¹²Ω
≈3.4×10¹²
也就是說只要讀出來體積電阻R_V（單位Ω），測量出試品的厚度h（單位mm），
那么= 
8.2表面電阻率的計算：
例如：測量表面電阻R_s時的表面電阻是R_s=4.0×10¹³Ω
表面電阻率怎么計算呢？
依下述公式計算出值：
= r
：表面電阻率
Rs：表面電阻值
P : 被保護電極的有效周長（mm）
g : 兩電極之間的距離單位（mm）

≈82 R_s
=82×4.0×10¹³Ω
=3.28×10¹⁵
也就是說只要讀出來表面電阻R_s（單位Ω），然后乘以82就是表面電阻率。表面電阻率和試品的厚度無關，只和電極的尺寸有關。
9 注意事項
9.1、使用前務必詳閱此說明書，并遵照指示步驟，依次操作。
9.2、設備必須在環境溫度0～40℃，濕度不大于70%的環境下進行。
9.3、機殼必須可靠接地。
9.4、開機后必須預熱不少于10分鐘。
9.5、試品尺寸必須大于下電極面積。
9.6、試品必須放在屏蔽箱內并關上蓋進行測試。
9.7、同一個試品需要測量表面電阻和體積電阻時，一定要先測表面電阻后測體積電阻。
9.8、同一試品采用不同電壓測試時，應先用低電壓測試，再用高電壓測試。反之會使測試結果出現較大誤差。
9.9、絕緣電阻越大，電化時間需要越長才能夠趨于穩定，一般取值60s，也可根據實際情況自行設定。
9.10、針對同一試品兩次以上的測試，務必要確保兩次測試時的環境條件（如：溫度、濕度等）及測試條件（如：充放電時間）一致，且有足夠長的時間間隔。
9.11、測試電壓取1000V時，測試電阻值1×10⁷Ω～1×10¹⁷Ω，電壓取100V時，測試電阻值1×10⁶Ω～1×10¹⁵Ω，電壓取10V時，測試電阻值1×10⁴Ω～1×10¹⁴Ω。
10校驗方法
10.1、電壓校驗
將觸控屏上“測試模式"檔位開關至“表面電阻"檔，中間孔線接電壓表的負極，右側孔接電壓表正極。
在觸控屏設置界面設置所要校驗的電壓值（1000V/500V250V/100V/10V）。
按啟動按鈕，待電壓穩定后讀取電壓表的數值并記錄。
10.2、電阻校驗
將將觸控屏上“測試模式"檔位開關至“表面電阻"檔，左側接標準電阻的一端，右側接電阻的另一端，中間接電阻的屏蔽端。
按照標準電阻的額定電壓值選擇直流電壓檔位，按啟動按鈕，待電阻值穩定后讀取數據并記錄。
11儀表的成套性
ZST-212電阻率測試儀    1臺
電源線 1根
測試線 2根
接地線 1根
測試三電極 1套
使用說明書 1份
合格證 1張