【導(dǎo)讀】橡膠、塑料、電木等，作為絕緣材料，在我們的電子和電力產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)必不可少。但不知您想過(guò)沒(méi)有，您選擇的材料的電阻性能到底怎么樣，在各種工作場(chǎng)景或溫度情況下，其電阻或電阻率有多大，是否能滿足產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求？
如下表所示，金屬和合金的電阻率都很小；而電木、橡膠的電阻率都很大。在供電、輸電線路中，為了減小損耗，要選用銅、鋁等低電阻率的材料制作導(dǎo)線；外層絕緣部分又要選用橡膠等高電阻率的材料。
幾種常用材料20℃時(shí)的電阻率
很多工程師，在驗(yàn)證材料的電阻特性時(shí)，可能首先會(huì)想到用數(shù)字萬(wàn)用表。但即便是我們最高性能的六位半數(shù)字萬(wàn)用表，其測(cè)量電阻的最高量程，只有1GΩ。但我們?cè)O(shè)計(jì)中采樣的絕緣材料，隨隨便便都超高1GΩ！測(cè)量大電阻，為啥如此之難呢？
如何測(cè)量TΩ甚至PΩ的電阻呢？
肯定是利用歐姆定律
電阻測(cè)量時(shí)，通常是用施加電流激勵(lì)，測(cè)量電阻端的電壓，按照歐姆定律就可以獲得電阻值，如測(cè)量100KΩ的電阻，10uA電流激勵(lì)下，測(cè)量1V電壓。
但是，如果0.1TΩ的被測(cè)電阻，依然施加10uA電流，請(qǐng)問(wèn)電壓是多少伏呢？
10 uA x 0.1TΩ = 1MV !!!
這個(gè)電壓值是否會(huì)讓 工程師感到恐怖！
因此，高阻測(cè)量時(shí)，采用電壓激勵(lì)，測(cè)量電流值的方法。傳統(tǒng)的萬(wàn)用表，已經(jīng)無(wú)法勝任，需要?jiǎng)佑闷ぐ灿?jì)和高阻計(jì)，例如是德科技的 B2985B。在測(cè)量0.1TΩ的電阻時(shí)，它可以施加最高1000V的電壓，而電流測(cè)量分辨率是0.01fA！其電阻測(cè)量能力可以達(dá)到10PΩ級(jí)，即1016級(jí)別！
2985B 皮安計(jì)和高阻計(jì)
B2985B 實(shí)測(cè)100GΩ電阻
對(duì)于絕緣體或高阻來(lái)說(shuō)，材料的電阻率往往比電阻值本身更受關(guān)注。ASTM D-257是絕緣材料電阻率測(cè)試行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)絕緣材料電阻率測(cè)試的方法，電極，測(cè)量過(guò)程有詳細(xì)規(guī)定。
為了實(shí)現(xiàn)精確的絕緣材料的體電阻率和表面電阻率的測(cè)量，測(cè)試治具是必不可少的，例如是德科技的N1424 絕緣電阻率測(cè)試夾具，配合N2985B 或N2987B 使用。測(cè)試夾具由屏蔽盒、上、下電極，以及壓力控制裝置構(gòu)成。
N1424 絕緣電阻率測(cè)試夾具
1. 體電阻率和電極等效方法：
被測(cè)材料夾在上、下電極之間，在上、下電極施加電壓，根據(jù)測(cè)量的電流、材料的厚度、截面積等參數(shù)，獲得體電阻率。
2. 表面電阻率和電極等效方法為：
被測(cè)材料夾在上、下電極之間，下方的圓形電極的外環(huán)和內(nèi)環(huán)之間施加電壓，根據(jù)測(cè)量的內(nèi)、外環(huán)之間的電流、材料的厚度、截面積等參數(shù)，獲得表面電阻率。
因此，絕緣材料電阻率測(cè)量，本質(zhì)依然是大電阻的測(cè)量，通過(guò)測(cè)量的電阻按照電極的參數(shù)計(jì)算單位體積或面積的電阻率值。
測(cè)量的過(guò)程中，由于測(cè)量的電流可能極小，由于材料極化作用或干擾的存在，會(huì)讓讀數(shù)有些不穩(wěn)定，這就需要配合相關(guān)的軟件，最終得到理想的結(jié)果。
通過(guò)Excel軟件，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，即可自動(dòng)獲得電阻率測(cè)試曲線，操作更簡(jiǎn)單。
我們特地錄制了測(cè)試過(guò)程的視頻，能讓您看得更清楚：
來(lái)源：是德科技KEYSIGHT
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