超高电阻、电阻率和绝缘材料的精确测量

橡胶、塑料、电木等，作为绝缘材料，在我们的电子和电力产品设计时必不可少。但不知您想过没有，您选择的材料的电阻性能到底怎么样，在各种工作场景或温度情况下，其电阻或电阻率有多大，是否能满足产品的设计要求？如下表所示，金属和合金的电阻率都很小；而电木、橡胶的电阻率都很大。在供电、输电线路中，为了减小损耗，要选用铜、铝等低电阻率的材料制作导线；外层绝缘部分又要选用橡胶等高电阻率的材料。如何测量TΩ甚至PΩ的电阻呢？肯定是利用欧姆定律https://p5.itc.cn/images01/20211213/2a69140a7f9e43009a1ae010cec76771.png电阻测量时，通常是用施加电流激励，测量电阻端的电压，按照欧姆定律就可以获得电阻值，如测量100KΩ的电阻，10uA电流激励下，测量1V电压。但是，如果0.1TΩ的被测电阻，依然施加10uA电流，请问电压是多少伏呢？10 uA x 0.1TΩ = 1MV !!!这个电压值是否会让工程师感到恐怖！因此，高阻测量时，采用电压激励，测量电流值的方法。传统的万用表，已经无法胜任，需要动用皮安计和高阻计，例如是德科技的 B2985B。在测量0.1TΩ的电阻时，它可以施加最高1000V的电压，而电流测量分辨率是0.01fA！其电阻测量能力可以达到10PΩ级，即1016级别！https://p8.itc.cn/images01/20211213/7e3620f4b12547de8a18db9f307f0f1c.png2985B 皮安计和高阻计https://p9.itc.cn/images01/20211213/c3047bd3a15d42c9aaff027e90655096.pngB2985B 实测100GΩ电阻对于绝缘体或高阻来说，材料的电阻率往往比电阻值本身更受关注。为了实现精确的绝缘材料的体电阻率和表面电阻率的测量，测试治具是必不可少的，例如是德科技的N1424 绝缘电阻率测试夹具，配合N2985B 或N2987B 使用。测试夹具由屏蔽盒、上、下电极，以及压力控制装置构成。https://p2.itc.cn/images01/20211213/e223be9e02ec4033b48dd4e2bdcc88f8.pngN1424 绝缘电阻率测试夹具1. 体电阻率和电极等效方法：被测材料夹在上、下电极之间，在上、下电极施加电压，根据测量的电流、材料的厚度、截面积等参数，获得体电阻率。https://p5.itc.cn/images01/20211213/0ef41a7eef484a6fb5e503813d43da05.pnghttps://p9.itc.cn/images01/20211213/98ec941980ef4f1ab430b41a8ac17d09.png2. 表面电阻率和电极等效方法为：被测材料夹在上、下电极之间，下方的圆形电极的外环和内环之间施加电压，根据测量的内、外环之间的电流、材料的厚度、截面积等参数，获得表面电阻率。https://p6.itc.cn/images01/20211213/5423a10741094797bca0222c2cfea9a2.pnghttps://p2.itc.cn/images01/20211213/0de6410b741745d787eebf4ffdb463ee.png>因此，绝缘材料电阻率测量，本质依然是大电阻的测量，通过测量的电阻按照电极的参数计算单位体积或面积的电阻率值。以上内容由西安安泰测试整理，安泰测试作为国内专业测试仪器服务平台，泰克长期合作伙伴，旨在为客户提供丰富的测试产品选择、完整的系统测试解决方案、专业的测试软件开发、全面的技术支持和售后服务，帮助客户更好的解决测试问题。如果您想了解更多测试方案，欢迎访问安泰测试网www.agitek.com.cn。