- 绝缘电阻体积表面电阻率测试仪对电极的要求
- 点击次数：104 更新时间：2025-08-15
绝缘电阻、体积电阻率和表面电阻率测试仪（通常采用三电极系统）对电极的要求非常严格，电极的设计、材质、加工精度和安装方式直接影响测量的准确性、重复性和可比性。以下是关键要求：
一、核心目标
建立均匀电场：在样品特定区域（体积或表面）形成可计算的、均匀分布的电场。
精确界定测试区域：清晰分离体积电流和表面电流通道。
确保良好接触：在整个测试区域实现低接触电阻、无间隙的欧姆接触。
消除边缘效应和杂散电流：避免电场扭曲和电流泄露导致测量误差。
二、三电极系统构成与要求
绝缘电阻测试通常使用三电极系统：
1.测量电极(MeasuringElectrode/HighVoltageElectrode)：施加测试电压。
2.保护电极(GuardElectrode)：环绕测量电极，用于：
引导表面泄漏电流绕过测量回路。
消除测量电极边缘的电场畸变（边缘效应），确保测量电极下方的电场均匀。
界定被测样品的有效面积。
3.接地电极(GroundElectrode)：位于样品另一侧，收集流经样品体积（或表面）的电流。
对三电极系统的具体要求：
1.几何形状与尺寸精度：
测量电极与保护电极间隙(Gap)：
关键参数间隙宽度(`g`)必须均匀、精确（通常要求≤1mm或2mm，具体取决于标准）。
间隙宽度需远小于测量电极直径(`d`)（通常`g<<d`，如`g≤d/100`是理想目标，但`g≤d/10`更常见且可接受）。
间隙边缘必须平直、光滑、无毛刺。
间隙尺寸精度直接影响有效测试面积计算和边缘效应消除效果。
共轴性/同心度：测量电极、保护电极、接地电极必须严格同轴或同心。任何偏心都会导致电场分布不均匀。
共面性：测量电极和保护环的下表面必须处于同一水平面，确保与样品表面均匀接触。
电极尺寸：需严格遵循所采用的标准（如IEC60093,ASTMD257,GB/T1410）的规定。常见配置：
测量电极直径(如50mm,25mm)。
保护环内径`d+2g`。
保护环宽度`w`(通常≥`d/2`或≥10mm)。
接地电极直径≥`d+4g+2w`(需覆盖保护环)。
2.电极材质：
高导电性：低电阻材料（如黄铜、不锈钢、铜镀镍/铬、铝），确保自身电阻可忽略不计。
高硬度与耐磨性：保证长期使用后几何形状和表面光洁度不变（尤其对于需要施加压力的电极）。
良好的化学稳定性：不易氧化、腐蚀，避免接触不良或污染样品。常采用镀层保护（如镀金、镀镍铬）。
光滑平整：与样品接触的表面需高度抛光，无划痕、凹坑，确保大面积均匀接触。
3.电极表面与接触：
平整度：电极工作面（接触样品的面）必须非常平整（平面度误差极小），避免局部压力过大或接触不良。
清洁度：电极表面必须绝对清洁，无灰尘、油污、氧化膜或残留物。测试前常用无水乙醇等溶剂擦拭。
接触方式：
导电胶/导电橡皮：提供柔性接触，适应样品表面微观不平，确保无间隙。需导电性好、稳定、无腐蚀性。定期更换。
金属块直接接触：仅适用于非常平整坚硬的样品。需极大压力保证接触，易损伤软质样品且接触均匀性差，不推荐。
蒸发/溅射金属膜：实验室高精度测量常用，在样品表面直接制备电极，接触最佳。但成本高、操作复杂。
液态电极（汞、导电液）：用于不规则表面，但有安全、污染、易移动等问题，应用受限。
接触压力：对于使用导电胶和刚性电极的系统，需施加均匀、适度的压力。压力过小导致接触不良，压力过大可能压坏样品或改变其结构（尤其薄膜、泡沫）。
4.保护电极有效性：
电气连接：保护电极必须正确连接到测试仪的Guard端子。
电位控制：保护电极电位应与测量电极电位相等或非常接近（理想状态是等电位），这是其引导杂散电流的关键。测试仪内部电路需保证此点。
宽度足够：保护环宽度`w`必须足够宽（如前所述），以有效截获边缘泄漏电流。
5.接地电极要求：
尺寸足够大（覆盖整个保护环区域），材质、表面要求同测量/保护电极。
确保与样品另一面大面积、均匀、良好接触（同样推荐导电胶）。
严格与测量/保护电极系统平行、对准。
三、电极系统整体要求
1.刚性支撑与精确定位：电极夹具必须稳固，确保测试过程中电极位置绝对固定，无晃动。能精确调节电极间距、平行度和对中度。
2.良好的屏蔽：整个电极系统（或测试夹具）应有电磁屏蔽设计（如金属屏蔽箱），减少外界电磁干扰对微弱测量电流的影响。
3.绝缘支撑：固定测量电极和保护电极的支架必须采用高绝缘材料（如聚四氟乙烯、优质陶瓷、高阻工程塑料），其绝缘电阻应远高于被测样品的预期电阻（通常要求>10^14Ω），避免支架漏电引入误差。
四、遵循标准的重要性
电极系统的设计、尺寸、间隙、材料等参数必须严格遵守所依据的测试标准（如IEC60093,ASTMD257,GB/T1410,ISO3915等）。
不同标准对电极尺寸和间隙要求可能不同！测试结果必须在报告中注明所采用的标准和电极配置。
使用不符合标准的电极系统得到的数据缺乏可比性。
正确选择、安装和使用符合标准的电极系统，是获得准确可靠的绝缘电阻、体积电阻率和表面电阻率测试结果的基础。任何在电极方面的妥协都可能导致显著的测量误差。
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