一、概述 半導電橡膠材料體積電阻率測試儀 GB/T-2439

ZHDL-6型半導電屏蔽橡塑材料電阻率智能測試儀是高精密、智能化綜合電阻測量實驗組合裝置，它主是為產品質量檢驗機構、電線電纜生產廠實驗室等實驗機構實現電力電纜半導電屏蔽電阻率、橡塑材料體積電阻率等測量設計制作的。它依據的標準主要有：GB3048.3-2007、GB/T12706.3-2008、GB/T11017-2002、GB/T28427-2012、GB/T18890-2015等。

測試儀可以實現寬范圍0.01uΩ--10M、精度達±0.05%的電阻測量，電阻測量采用四端子測量法，15級校正，各檔位自動切換。它同時提供從0.00025mA—10A穩定度優于±0.05%的多級程控恒流源輸出，0-2.5V精度優于±0.05%的電壓測量。用于半導電屏蔽電阻率測量時,可以實現10⁶-10^-8Ω.m的超寬測量范圍；用于橡塑材料體積電阻率測量時，可以實現10⁶-10^-8Ω.cm的超寬測量范圍。

測試儀采用液晶顯示，中文菜單操作，操作簡單、智能，精度高，功能多，可以有效滿足實驗室綜合實驗要求。儀器主機可保存100條測量結果，可隨時查詢。

二、 性能指標半導電橡膠材料體積電阻率測試儀 GB/T-2439

2.1 電阻測量指標

測量范圍：0.01uΩ—10MΩ

 表一 詳細量程及精度表

2.2 恒流指標

恒流檔位：0.25uA、0.5uA、1uA、10uA、50uA、100uA、500uA、1mA、10mA、0.1A、0.5A、1A、5A、10A

穩定度：±0.05%

2.3 電壓表測量指標

測量范圍：0—2.5V

測量精度：±0.05%

2.4 半導電屏蔽測量指標

半導電測量范圍：10⁶-10^-8Ω.m

2.5 半導體橡塑材料體積電阻率測量指標

半導電測量范圍：10⁶-10^-8Ω.cm

三、功能及特點

功能：

3.1 測量電阻

3.2測量半導電屏蔽電阻率

3.3 測量半導電橡塑材料體積電阻率

3.4 恒流源、測量輸入電壓

特點：

3.5寬范圍測量電阻，十五級測量檔位十四級測量電流自動轉換

3.6十五檔分級校準，修正測量誤差

3.7 即可以自動測量，也可以手動測量

3.8正反向測量

3.9半導電屏蔽電阻率、半導電橡塑材料體積電阻率等測量結果自動保存，可隨時查詢

四、 功能菜單

ZHDL-6型半導電屏蔽橡塑材料體積電阻率智能試儀采用中文功能菜單選擇操作，功能菜單主要有5大選擇

項，校正、設置、測量、輸出、查詢。

4.1 設置

系統設置里一共有5部分。參數設置的4部分為工作模式、恒流源參數、半導電參數、橡塑參數。

在系統初始狀態下，點擊設置按鍵，進入系統設置狀態。

參數設置的初始四項參數：

?  工作模式；工作模式共有Pc自動、Pc手動、Pi自動、Pi手動、Pv自動、Pv手動、電阻、R手動、恒流源、標定十個模式項。Pc自動為半導電導體屏蔽電阻率全自動測量模式，Pv手動為半導電導體屏蔽電阻率手動測量模式，可手動設置測量電流；Pi自動為半導電絕緣屏蔽電阻率全自動測量模式，Pi手動為半導電絕緣屏蔽電阻率手動測量模式，可手動設置測量電流；Pv自動為半導電橡塑材料體積電阻率自動測量模式，Pv手動為半導電橡塑材料體積電阻率手動測量模式，可手動設置測量電流；恒流源為恒流輸出，在恒流源模式下，系統按照設定輸出恒流，并不斷的測量輸入電壓；電阻用于標準電阻的自動測量模式；R手動用于電阻的手動測量模式，可設定電流測量；標定模式用于儀器標定校準。

?  電流方向；測量電流方向，有正向和反向兩個選項。

?  輸出電流；輸出電流為恒流源輸出及定電流測量電流設置，恒流源共有0.25uA、0.5uA、1uA、10uA、50uA、100uA、500uA、1mA、10mA、0.1A、0.5A、1A、5A、10A十四個選擇項，恒流源建議配合校正參數中的電阻范圍使用。

?  電位長度；PC、PI、PV模式中半導電樣品兩電壓端間長度（默認50.00mm）；樣品長度可設置范圍為：0.01-99.99mm。長度修改時，可通過設置鍵切換位數為10、1、0.1、0.01，通過左右鍵修改對應數值。

在Pc模式和Pi模式下，當光標移動到第二頁最下面一項時，再次按下下行鍵時，系統會進入第二屏半導電參數設置。

第二屏參數設置的四項參數：

?  Dc：；導體屏蔽測量中的導體屏蔽外徑，單位cm。

?  Tc：；導體屏東測量中的導體屏蔽平均厚度，單位mm。

?  Di：；絕緣屏蔽測量中的絕緣屏蔽外徑，單位cm。

?  Ti：；絕緣屏蔽測量中的絕緣屏蔽平均厚度，單位mm。

輸入參數時注意Dc、Tc、Di、Ti單位的不同。

在Pv模式下，當光標移動到第二頁最下面一項時，再次按下下行鍵時，系統會進入第二屏蔽橡塑參數設置。

第二屏參數設置的三項參數：

?  橡塑厚；橡塑材料試樣平均厚度，單位是mm，可設置范圍為0.001-99.999，默認為2mm。

?  橡塑寬；橡塑材料試樣寬度，單位是mm，可設置范圍為0.001-99.999，默認為50mm。

?  充電時間；橡塑材料電阻率測試時的充電時間，單位是S，默認為60，可設置范圍為0-99，0代表不充電，直接進行測量。

參數修改：半導電屏蔽電阻率和橡塑材料體積電阻率參數數據修改時，可通過設置鍵切換位數為10、1、0.1、0.01、0.001，通過左右鍵修改對應數值。設置完成后，按下返回鍵返回初始狀態，系統保存設置數據。

當光標在一屏工作模式項時，在設置完工作模式為Pc、Pi或者Pv后，直接按下上行鍵，可直接打開第二屏半導電參數設置和橡塑參數設置。

4.2 測量

電阻、R手動、Pc自動、PC手動、Pi自動、Pi手動、Pv自動、PV手動模式的對應測量鍵。

4.3 輸出

當工作模式設置為恒流源時，按下輸出/右鍵，系統輸出相應的電流。

4.4 查詢/刪除

按下查詢/刪除鍵，進入數據查詢狀態。此時顯示的為后一次測量結果，通過上下鍵可以翻看歷史測量結果。數據存儲區可以保存100條測量結果，當數據存儲區存滿時，可對數據進行整理。在系數初始狀態下，長按查詢/刪除鍵不松手，5秒后將格式化數據存儲區，并將數據清零。如果在數據存滿狀態下，不進行數據整理，測量數據將重0開始，覆蓋以往測量結果。

4.5 校正

將工作模式設置為標定，然后在初始狀態下點擊校對/左按鍵進入校正狀態，再通過上下鍵，選擇正確的欄位，按照菜單提示，接入標準電阻，再次點擊校正/左鍵，系統自動進行校準，校準完成后，液晶顯示校準完成，同時峰鳴器短鳴提示。

該檔位校準完成后，直接按上、下鍵可能直接切換到其它檔位直接進行校準。所有檔位校正完成后，按下返回鍵，系統返回到初始狀態，并自動將校準參數保存。系統采用十四欄分段校正技術，校正檔位及參數如下：

?  檔位0      標準電阻8MΩ        電流0.25uA

?  檔位1      標準電阻3MΩ        電流0.5uA

?  檔位2      標準電阻1MΩ        電流1uA

?  檔位3      標準電阻100kΩ       電流10uA

?  檔位4      標準電阻10kΩ        電流50uA

?  檔位5      標準電阻1kΩ         電流100uA

?  檔位6      標準電阻100Ω        電流0.5mA

?  檔位7      標準電阻10Ω         電流1mA

?  檔位8      標準電阻1Ω          電流10mA

?  檔位9      標準電阻0.1Ω         電流0.1A

?  檔位10      標準電阻0.01Ω       電流0.5A

?  檔位11     標準電阻0.01Ω        電流1A

?  檔位12     標準電阻0.001Ω       電流5A

?  檔位13     標準電阻0.001Ω       電流10A

?  檔位 14     標準電阻0.0001Ω      電流10A

當測量精度低于參數說明時，可以進行校正操作。校正時需要標準電阻。如果沒有校正條件，請勿使用校正操作。在沒有標準電阻的狀態下，進行校正操作會使校正系數丟失，無法再進行測量。為了保證操作人員不因為誤操作導致標定數據丟失或者被修改，儀器對進行標定程序過程加入密碼，只有正確輸入密碼，才能進入標定程序。如果客戶確實需要標定校準系數時，廠家客服電話問詢密碼信息。

五、            使用方法

5.1 電阻的測量

將待測電阻夾好，電壓端在內，電流端在外。將工作模式設置為電阻（或者R手動并設置測量電流），按下測量鍵，系統自動進行測量并顯示測量結果。

5.2 半導電的測量

半導電屏蔽電阻率測試主要包括導體屏蔽電阻率ρ_c和絕緣屏蔽電阻率ρ_i的測試。

?  試樣的制備

2  從150mm長成品電纜樣品上制備試樣。

2  導體屏蔽試樣：將電纜絕緣線芯樣品沿縱向對半切開，除去導體以制備導體屏蔽試樣，如有隔離層也應去掉，見圖C。

2  絕緣屏蔽試樣： 將絕緣線芯外所有保護層除去后制備絕緣屏蔽試樣，見圖D。

2  測量導體屏蔽和絕緣屏蔽的外徑和絕緣層的厚度。

?  屏蔽層體積電阻率的測定步驟：

2  使用測試夾具：將測試樣品放入測試夾具內并固定牢固；測量導體屏蔽使用導體屏蔽夾具，測量絕緣屏蔽使用絕緣屏蔽夾具。

2  在系統初始狀態下，按下設置鍵，進入設置功能狀態，將工作模式設置為Pc或者Pi，輸入Dc、Tc或者Di、Ti的值，按下返回鍵返回到基本初始狀態。

2  測試儀的電流夾夾于A、D電極， 電壓測試夾夾于B、C電極。在連接導體屏蔽電極時，應確保夾子與試樣外表面絕緣屏蔽層的絕緣。將組裝好的試樣放入預熱到規定溫度的烘箱中30min（一般為90℃）。

2  按下測量鍵，系統將自動根據工作模式設置測量Pc或者Pi（Pc手動和Pi手動需設置測量電流），并顯示結果。測量完成后，按下返回鍵返回至初始狀態。

?  體積電阻率ρ（用Ω·m表示）按下式計算：

a） 導體屏蔽ρ_c＝Rc×л×(Dc-Tc)×Tc/2Lc

式中： ρ_c—體積電阻率，Ω·m；

R_c—測量電阻，Ω；

L_c—電位電極間距離，m；(默認0.05m)

D_c—導體屏蔽外徑，m；

T_c—導體屏蔽平均厚度，m； 

b)絕緣屏蔽ρ_i＝R _i×л×(D _i------------T _i-----------)×T _i-----------/L _i-----------

式中：—體積電阻率，Ω·m；

R_i—測量電阻，Ω；

L_i-----------—電位電極間距離，m；(默認0.05m)

D_i----------------------—絕緣屏蔽外徑，m；

T_i—絕緣屏蔽平均厚度，m。

公式內各參數值和標準一致，計算時需先將測量值單位換算到標準公式單位值。輸入測試儀時需將測量值單位換算到和測試儀內顯示單位一致。  

圖C  導體屏蔽電阻率ρ_c的測試

圖D 絕緣屏蔽電阻率ρ_i的測試

5.3 半導體橡塑材料體積電阻率測量

    5.3.1 測量準備

按照標準制備試樣。試樣為長方形，長度為110cm，寬度為50mm，厚度為2mm或者4mm，厚度沿試樣長度大致等距離測量6點，取期平均值。

清潔試樣表面，硫化或塑化成型樣品需放置16h。

將試樣放入測試架，在70℃±1的恒溫箱加熱2h。

在溫度為（23±2）℃，濕度為（50±5）%環境下放置16h。

放上電位電極，將測試線的四個夾子和夾具引出的四根引線相接，注意方向，夾具的一側電流電壓接紅測試線紅測試夾，另一側電流電壓接黑測試線黑測試夾，粗線接電流，細線接電壓。

圖E 半導電橡塑材料體積電阻率測量原理圖

圖中:1、直流電源 2、絕緣板 3、測試樣品 4、電流電極 5、電位電極

5.3.2 測量

設置儀器工作模式為Pv自動（或Pv手動，并設置測量電流），電流方向為正向，輸入試樣厚度和寬度,設置充電時間。充電時間按標準一般應設置為60秒。

按下測量鍵，儀器自動根據材料電阻選擇合適的電流和檔位，并開始充電。充電完成后測量并自動計算體積電阻率。

如果需要反向測量，可將電流方向設置為反向，再進行一次測量。

5.4 恒流源的輸出

將測試線電流夾子平在負載的兩側，注意紅夾為正。將電壓夾子夾在要采集電壓的兩側,將工作模式設置為

恒流源，根據需要設置輸出電流。按下輸出/右鍵，系統輸出電流，并采集電壓。

5.5系統校正

參閱4.1說明。

六、    注意事項

?  校正(標定)操作會改變系統測量系數，在無標準電阻條件下，請勿進行校正操作。校正時為保證精度，每個檔位可進行多次校準，直到數據穩定一致，每次校準間隔時間要大于30秒。

測量半導電和橡塑輸入數據時請注意參數單位。

?  半導電測量結果為歐姆米，橡塑電阻率測量結果為歐姆厘米。

?  測量過程中，請勿接觸測試線、夾具、測試導體或樣品。

?  檢定校準時，請使用電阻模式進行測量。

?  檢定和校準時，只能使用標準實物電阻，不能使用模擬電阻。

?  手動模式需要設置測量電流，手動模式檔位按電流區分，不按電阻大小區分。手動模式單電流測試范圍寬，系數少，部分測量值精度較自動模式偏低。

?  測量橡塑料材料電阻率時，部分材料對充電時間反應明顯，特別是電阻率偏大的材料。對于對充電時間反應明顯的材料，可用不同的充電時間測量比較，并以充電1分鐘的測量結果為準。

?  測量橡塑材料電阻率放置樣品的時候，主機應處于關機狀態，放置完樣品，連接好電極和接線后，再打開主機。放置電位電極的時候，注意電位電極不要被左右和前后的側板卡住，電極刀片要和樣品全接觸，如果放置不當，電位電極容易被卡住，導致電極刀片和樣品只部分接觸或者懸空，測量結果會異常。

?  自動模式測量，系統根據不同的預測電阻結果選擇合適的電流測量，測量前會顯示測量電流和測量檔位。當用手動模式測量時，設置測量電流可比自動模式低一級電流測量，測量結果應比較結近。如果低一級電流測量結果和自動模式差異較大時，應以低一級電流測量結果為準，特別對于非標準材料樣品測量時，如標準橡塑樣品使用50mm寬樣品測量，當測量遠低于50mm寬樣品時，可使用手動模式，使用比自動模式低一級測量電流進行測量比對。

?  請使用標準帶地線的電源給儀器供電。并保持火線和零線的相序正確。

?  本系統帶自動放電保護，使用主機直接測量在連接測試線與測試樣品時注意，儀器應該處于初始狀態，或者處于關機狀態。

七、    設備成套性

?  ZHDL-6主機一臺；

?  測試線一套（電壓、電流測試線一套）；

?  電源線一根；

?  選配導體屏蔽電阻率夾具一臺；

?  選配絕緣屏蔽電阻率夾具一臺；

?  選配材料電阻率夾具一臺；

?  說明書一份；