體積表面電阻率試驗機實驗方式、工作原理

體積表面電阻率試驗機是一種用于測量材料電學性能的儀器，廣泛應用于塑料、橡膠、薄膜等絕緣材料的檢測。

實驗方式

1. 樣品準備：按標準要求切割樣品，如直徑50mm的圓片，用砂紙打磨表面至平整，厚度誤差≤±2%，再用丙酮或無水乙醇清洗樣品表面，去除油脂、灰塵等污染物，干燥后放入干燥器中靜置2小時。

2. 設備校準：開機預熱30分鐘，確保電路穩定；使用標準電阻器校準測量模塊，誤差需＜±2%；檢查電極表面是否清潔，保護電極與測量電極之間的絕緣電阻應＞101?Ω。

3. 電極安裝：將樣品放置于高壓電極上，確保中心對齊；依次安裝測量電極和保護電極，旋緊固定螺絲，使電極與樣品緊密接觸，壓力約10kPa。

4. 參數設定：根據材料類型選擇測試標準，設備自動加載默認參數，如電壓100V，極化時間60s；設置環境參數，如溫度23℃，濕度50% RH，啟動環境艙預平衡30分鐘。

5. 測試與數據采集：點擊“開始"按鈕，設備自動施加測試電壓，倒計時顯示極化時間；極化完成后，同時采集體積電流和表面電流；單次測試完成后，設備自動計算體積電阻率和表面電阻率，重復測試3次，取平均值作為最終結果。

6. 結束與維護：關閉測試電壓，移除電極和樣品；用軟布擦拭電極表面，避免殘留樣品碎屑影響下次測試；記錄設備使用時間和狀態，定期更換干燥劑。

工作原理

1. 基礎電學原理：體積表面電阻率試驗機的核心原理基于歐姆定律，通過施加一定電壓并測量流經樣品的電流來計算電阻值，進而得出體積電阻率和表面電阻率。體積電阻率公式為ρ? = R? × (A /d)，表面電阻率公式為ρ? = R? × (L /b)，其中R?、R?分別為體積電阻和表面電阻，A為測量電極面積，d為樣品厚度，L為測量電極周長，b為電極寬度。

2. 三電極系統：傳統兩電極系統無法區分體積電流和表面電流，而三電極系統通過引入保護電極解決了這一問題。保護電極與測量電極同電位，形成等電位環，阻止表面電流流經測量回路，從而實現對體積電流和表面電流的分離。

3. 高阻測量技術：當材料電阻率高時，流經樣品的電流極小，容易受到環境噪聲影響。設備通過屏蔽設計、低噪聲放大和漏電流控制等技術實現精準測量。

通過以上實驗方式和工作原理，體積表面電阻率試驗機能夠準確測量材料的體積電阻率和表面電阻率，為材料研發、質量控制和工程應用提供重要數據支持。