體積電阻率表面電阻測試儀

LST-121型固體絕緣材料體電阻率和表面電阻測試儀是按照國家標準GB/T 1410-2006/IEC 60093:1980：《固體絕緣材料體電阻率和表面電阻率試驗方法》研制的多用途綜合測量裝置，它可以測試固體絕緣材料體電阻率和表面電阻率，也可單獨作為超高電阻計或微弱電流表使用。

本測試儀特增設雙窗口同步顯示測試結(jié)果(電阻率或表面電阻)及測試條件(電壓或電流)功能

固體絕緣材料體電阻率和表面電阻測試儀主要由主機、高壓測試臺等部分組成。主機主要由高壓電源、數(shù)控可編程放大器、高分辨率ADC、鍵盤輸入、顯示驅(qū)動及嵌入式單片機系統(tǒng)組成。高壓測試臺主要由標準環(huán)形三電極和連接線等組成！對于小面積高阻薄膜類樣品方阻測試可以選配LST-121-F02型方阻探頭。體積電阻率表面電阻測試儀

儀器所有參數(shù)設定、功能轉(zhuǎn)換全部采用數(shù)字化鍵盤輸入；具有零位、滿度自校功能；可自動/手動轉(zhuǎn)換量程，測試結(jié)果由數(shù)字表頭直接顯示。儀器具有測量精度高、靈敏度高、穩(wěn)定性好、智能化程度高、結(jié)構(gòu)緊湊、測量簡便、讀數(shù)方便等特點。

本儀器適用于防靜電產(chǎn)品如防靜電鞋、防靜電塑料橡膠制品、計算機房防靜電活動地板等電阻值的檢驗以及絕緣材料和電子電器產(chǎn)品的絕緣電阻測量。微弱電流測量如光電效應和器件暗電流測量.

二、技術參數(shù)

1. 測量范圍、分辨率

測試電壓范圍U_X: 0.1V ～500V.

電阻測試范圍R_X: 1×10²Ω ～5×10¹³Ω，分辨率1/2000,

電流測試范圍I_X: 1.5× 10^-³A ～ 10× 10^-12A,分辨率1/2000。

體電阻率試范圍ρ_V: F_V×10²Ω-cm ～F_V×10¹²Ω-cm，F(xiàn)_V體電阻率修正系數(shù)1～99,默認標準三電極F_V=23.76cm/h

表面電阻率測試范圍ρ_S: F_S×10³Ω/□～F_S×10¹⁷Ω/□，F(xiàn)_S表面電阻率修正系數(shù)1～99,默認標準三電極F_S=34.55 lst-121 LST-121

2. 電阻量程劃分（電阻率要乘以相應修正系數(shù)1～99）、測試條件及誤差等級

序號	量程	有效測量范圍	測試電壓	測試電流	誤差
1	10³Ω-cm/□	0.100～1.000	1.00V	1.000～0.100 mA	±5% FSB
2	10³Ω-cm/□	01.00～10.00	10.0V	1.000～0.100 mA	±3% FSB
3	10³Ω-cm/□	010.0～450.0	100V	1.000～0.100 mA
4	10⁶Ω-cm/□	0.450～4.500	500V	1.000～0.100 mA
5	10⁶Ω-cm/□	04.50～50.00	500V	100.0～010.0μA	±5% FSB
6	10⁶Ω-cm/□	050.0～500.0	500V	10.00～1.00μA
7	10⁹Ω-cm/□	0.500～5.000	500V	1.000～0.100μA
8	10⁹Ω-cm/□	05.00～50.00	500V	100.0～010.0 nA	±8%FSB
9	10⁹Ω-cm/□	050.0～500.0	500V	10.00～01.00 nA
10	10¹²Ω-cm/□	0.500～5.000	500V	1.000～0.100 nA
11	10¹²Ω-cm/□	05.00～50.00	500V	100.0～010.0 pA	±10%FSB
					±10%FSB

3. 可測半導體材料尺寸（以標準電極為）

直徑：測試臺直接測試方式寬(W)×長(L)≥90mm×90mm，或直徑 Φ≥90mm

厚度：測試臺直接測試方式厚度d≤2.5mm,

4. 電源：

功耗：主機< 15W

輸入: 220V±10% 50Hz

5. 本儀器工作條件為：

溫度： 0～35℃

相對濕度： ≤60%

工作室內(nèi)應無強電磁場干擾，不與高頻設備共用電源。

6. 外形尺寸：

主機： 320mm（長）×320 mm（寬）×135mm（高）

高壓測試臺： Φ=100mm（底座直徑）×80 mm（高）

三、工作原理

1. 測試原理：體電阻率和表面電阻率測試原理簡介如下：

注：詳細原理請參照國家標準GB/T 1410-2006/IEC 60093:1980：《固體絕緣材料體電阻率和表面電阻率試驗方法》

[1]體電阻率表面電阻率測量基本原理圖：

如下圖1 固體絕緣材料電阻率測試原理圖

[2]體電阻率表面電阻率測量常用電極示意圖：

如下圖2 標準平板樣品測試電極原理圖

如下圖3 標準管狀樣品測試電極原理圖

[3]體電阻率表面電阻率測量計算公式：

[4]體電阻率表面電阻率測量重復性：

[5]體電阻率表面電阻率測量測試報告注意點：

[6]體電阻率表面電阻率測量快捷方式--標準測試電極時的修正系數(shù)：

當測試樣品形狀和測試電極形式確定時，則樣品體電阻率或表面電阻率與體電阻的換算系數(shù)就是常數(shù)。本儀器不但可以直接測試顯示測試電壓測試電流值，還可以設定相應換算系數(shù)值，就可以直接顯示樣品體電阻率或表面電阻率值。下是本機配備的測試三電極參數(shù)和測試樣品體電阻率或表面電阻率對應修正系數(shù)：

注：參照圖2，按以下修正系數(shù)，體電阻率終單位為Ω·cm表面電阻率為Ω/□

表3.1 環(huán)形三電極修正系數(shù)

序號

樣片圖示

基本尺寸參數(shù)

樣品修正系數(shù)F

備注

標準

環(huán)形

三電

極

LST-121-F01

d1= 50.0mm

d2= 60.0mm

d3=80.0mm

d4=90.00

g= 5.0mm

a體電阻測量

F=1.00

b體電阻率測試：

FV=A/h=(23.76/h) cm

c表面電阻率測試：

FS=P/g=34.55

1:標準平板樣品

2:h 樣品厚度cm

（標準配置）

薄膜

方阻

環(huán)形

三電

極

LST-121-F02

d1=3.0mm

d2=7.0mm

d3=9.0mm

d4=忽略

g= 2.0mm

A薄膜方塊電阻率測試：

FS=P/g=7.85

（選配探頭）

測試高阻薄膜方塊電阻

2. 電氣原理

LST-121型超高阻微電流測試儀原理方框圖如圖3.3所示。

圖3.3 LST-121原理方框圖

四、結(jié)構(gòu)特征

主機為儀器主要電氣部分所在，在其面板結(jié)構(gòu)特征和標準三電極組成如圖4.1所示。

圖4.1 LST-121面板特征和標準三電極組成示意圖

主機后蓋板設有交流220V電源插座和保險絲座以及電源開關。

五、使用方法

ST2643型超高阻微電流測試儀能夠測量普通電阻器或絕緣材料的體電阻R_X（修正系數(shù)1.000），絕緣材料體電阻率ρ_V、表面電阻率ρ_S（后二項需調(diào)整不同的修正系數(shù)），也可用作為微電流測試儀。

5.1 操作概述

(1) 測試準備（以體電阻率或表面電阻率測試為例）：

主機電源開關置于斷開位置，將電源插頭插入具有漏電保護斷路器的電源插座。打開主機電源，預熱半小時后，投入使用為宜！測試電極和測試樣品應在測試前應進行清潔處理。

如圖4-1，將測試臺的線纜插頭與主機的輸入插座連接起來，連接方式按照測試需要電阻率或方阻，參照原理章節(jié)3.1和圖1。將電極與樣品良好接觸，注意三電極中圓柱電極、環(huán)型電極和平板電極要同軸放置，樣品置于平板電極之上和圓柱電極、環(huán)型電極之下，平板電極的絕緣板朝下。

測試電壓量程選擇，一般選先選50V檔，對于測試結(jié)果大于高阻10⁶的再選其它檔。如100V或更高電壓，主要原則就是測試電流要有3位到4位顯示值。

圖 5-1A 設定參數(shù) 圖5-1B測試電流圖5-1C測試電壓

(2) 參數(shù)設定：

儀器開機默認狀態(tài)為“設定” 模式，參照圖5.1A LST-121面板示意圖，右窗口右側(cè)“設定”模式燈亮，通過鍵盤輸入需要的修正系數(shù)。系數(shù)有效范圍為00.01～99.99，,當前設定系數(shù)由右側(cè)窗口顯示。輸入完畢要按“確定”鍵保存。按鍵操作詳見下5.2節(jié)鍵盤輸入與窗口顯示規(guī)則說明，儀器默認修正系數(shù)（F=1.000）, 對于儀器所配電極，測試體電阻率或表面電阻率參照表3.1查取系數(shù)F_V或F_S,對于其他非標準電極，參照原理章節(jié)3.3計算F_V或F_S

(3)測量：

設定完畢，按“模式”鍵，切換儀器到“測量”模式（電流或電壓）。按“啟動”按鈕，啟動高壓并開始測試，窗口左側(cè)顯示體電阻率或表面電阻率（具體由設定系數(shù)意思確定），右側(cè)窗口顯示測試電流或測試電壓，如圖5-1B圖5-1C，由“模式”按鍵選擇，右側(cè)狀態(tài)指示燈指示。由數(shù)字顯示窗直接讀出測量結(jié)果。

！面板鍵盤詳細操作規(guī)則請見“鍵盤輸入與窗口顯示規(guī)則說明”。

（4）樣品的取出

首先按“停止”按鈕切斷高壓電源！再從儀器面板上UH和UL端拔掉高壓連接線，取出樣品！

5.2.鍵盤輸入與窗口顯示規(guī)則說明（請參見圖4.1 LST-121面板示意圖）

(1) 設定模式時鍵盤輸入與顯示規(guī)則

序號	鍵名	功能描述	對應顯示	備注
1	“模式”	儀器“設定”和“測量”模式(“電壓”或“電流”)切換鍵。三者輪流選中【開機默認“設定”】	“設定”或“電壓”或“電流”指示燈亮,指示儀器當前模式。	儀器只有在“設定”模式才接受各類參數(shù)設定，只有在“測量”模式才測量參數(shù)。
2	“0”、“1”、“2”……“8”“9”	設定參數(shù)時，對應有效數(shù)字0、1、2…9輸入鍵。	窗口共顯示四位有效數(shù)字，閃爍提示當前等待輸入位，數(shù)字輸入后,閃爍提示自動移至低一位,	參數(shù)設定開始提示位為左第yi位（gao位）,以后第yi至第四位（di位）循環(huán)提示．
3	“.”	設定參數(shù)時小數(shù)點輸入鍵。	輸入時當前已輸入位小數(shù)點亮．	數(shù)據(jù)返回顯示時，定點在當中“.”位。注意數(shù)據(jù)輸入有效范圍。
4	“取消”	當前已輸入位取消，當前等待輸入位向高（左）退一位，	閃爍提示向高（左）退一位,
5	“確認”	當前參數(shù)設定完畢（有效數(shù)字、小數(shù)點），按該鍵保存設定值。		參數(shù)設定完畢不按該鍵，儀器不保存設定值。退出該設定后，該項數(shù)據(jù)丟失。
6	其他	不響應

(2) 測量模式時鍵盤輸入與顯示規(guī)則

序號	鍵名	功能描述	對應顯示	備注
1	“模式”	儀器“設定”和“測量”模式中“電壓”或“電流”切換鍵。三者輪流選中【開機默認設定】	“設定”或“電壓”或“電流”指示燈亮,指示儀器當前模式。	儀器只有在“設定”模式才接受各類參數(shù)設定，只有在“測量”模式才測量參數(shù)。
2	“A/H”	當前測試電流檔位“自動/手動”方式切換鍵【開機默認自動】	“自動”時，無效 “手動”時才有效	只有測量模式，此鍵才有效。
3		手動方式下，手動切換電流量程按鍵，分別為向左（大）向右（小）功能。	切換后，對應量程指示燈和小數(shù)點作相應改變！	只有測量模式，在手動方式，手動切換按鍵才有效
4	其他	不響應

5.3.兩端子電阻器體電阻測試操作：

對于兩端子電阻器體電阻R_X測量，利用“UH”作高壓輸出，經(jīng)電阻器，再由“I_i”端輸入構(gòu)成測試回路，“UL”端不用。

5.4.作為微電流表的測試操作：

對于單獨作為微電流表的測量操作，利用“I_i”作電流輸入端，經(jīng)儀器，再由“UL”端輸出構(gòu)成測試回路，“UH”端不用。

5.5.作為小型薄膜方阻的測試操作：（選配LST-121-F02小型薄膜方阻測試探頭）

如左圖5-2，對于外形尺寸較小10mmX10mm以下的高阻薄膜，測試方阻，ST2254-F01型標準電極因尺寸較大不好測試，可以選用小型LST-121-F02型環(huán)形電極探頭。

薄膜測試注意點，首先測試電壓盡量選用50V，高阻需要才選500V。特別是不可高壓未關閉就進行探頭升降操作，這樣會在電極和薄膜接觸未穩(wěn)狀態(tài)時打火，灼傷或燒壞薄膜，引起測試不準甚至測試不出數(shù)據(jù)！如圖所示。

圖5-2 LST-121-F02環(huán)形探頭

六.高壓高阻測試操作注意點：

高壓高阻測量一定要嚴格按使用方法步聚進行，否則有可能造成儀器損壞或電人。

6.1 禁止將“Rx”兩端短路，

以免微電流放大器受大電流沖擊損壞

6.2 在測試過程中不要隨意改動測量電壓。

隨意改動測量電壓可能因電壓的過高或電流過大損壞被測試器件或測試儀器，而且有的材料是非線性的，即大范圍內(nèi)電壓與電流是不符合歐姆定律，有改變電壓時由于電流不是線性變化，所以測量的電阻也會變化。測試電壓量程選擇，一般選先選50V檔，對于測試結(jié)果大于高阻10¹⁰的再選500V檔。再電壓檔位切換時，應該先關閉高壓。

6.3 測量時從低次檔逐漸拔往高次檔

測量時盡量用手動方式，從低檔位逐漸拔往高檔，每撥一次稍停留至少1～2秒以使觀察顯示數(shù)字，當被測體電阻大于儀器測量量程時，電阻表顯示“”，表示超量程，當被測體電阻小于儀器測量量程時，電阻表顯示“”，表示欠量程，儀器超或欠量程時，量程指示燈和顯示數(shù)據(jù)會閃爍。此時應繼續(xù)將儀器撥到量程更高或更低的位置，當儀器測量量程合適時，便停止閃爍，穩(wěn)定顯示數(shù)據(jù)，當前的數(shù)字乘以檔位指示數(shù)量級指數(shù)即是被測值。當有穩(wěn)定顯示數(shù)字時不要再往更高次檔撥，否測儀器會過量程，機內(nèi)保護電路開始工作，超或欠量程儀器測量準確度會下降。!