一、概述

中航時代HRM2000 全自動表面體積電阻率測試儀（高阻計）是針對固體絕緣材料、橡塑薄膜、電工元器件、防靜電材料電學性能檢測的精密儀器，執行 GB/T31838.2?2019、GB/T31838.3?2019、GB/T10064?2006 等國家及等同 IEC 標準，可完成體積電阻 / 電阻率、表面電阻 / 電阻率、絕緣電阻測試。儀器基于直流高壓采樣放大法 + 三電極測試體系，結合 PLC 自動控制系統，實現 10Ω～1×101?Ω 超寬量程數字化測量。

二、基礎電學測量原理

儀器核心依據歐姆定律進行測量：給被測試樣 Rx 施加穩定直流測試電壓 U，采集回路中流過試樣的微弱電流，計算被測電阻：

Rx：試樣絕緣電阻；U：施加測試電壓；Ro：倍率取樣電阻；Uo：取樣電阻分壓；Ko：放大器放大倍數。

絕緣材料阻值高，回路電流屬于 pA 級微弱信號。HRM2000 配置高輸入阻抗直流放大器（輸入阻抗＞101?Ω），對取樣電阻上微弱分壓信號做放大處理；通過 6 檔自動量程倍率切換，適配不同量級的電阻信號，將極微小電信號轉化為可識別數字量，經 PLC 運算輸出電阻結果。

測試電壓范圍 10?2000V，支持 1V 步進連續可調，不同電壓檔位對應不同測量誤差指標，100?2000V 高壓段具備更高測量精度，適配絕緣材料電化極化測試需求。

三、三電極測試系統原理（區分體積電阻與表面電阻）

HRM2000 采用一體化屏蔽箱 + 標準三電極組件（測量電極、高壓電極、保護環電極），是實現體積、表面電阻分開測試的關鍵，解決兩電極法存在的表面漏電流、邊緣電場畸變帶來的測試誤差問題。

1. 體積電阻測試模式高壓電極對試樣施加直流電壓，電流垂直穿透試樣材料本體；保護環電極攔截試樣表面的泄漏電流，使表面漏電流直接泄放，不進入測量回路；測量電極只采集穿過材料內部的有效體積電流，以此計算體積電阻，結合試樣厚度、電極有效面積，儀器自動換算體積電阻率。

2. 表面電阻測試模式電場沿試樣表面建立，保護電極隔離材料本體內部電流，測量電極僅采集沿著材料表面流動的電流，計算表面電阻；表面電阻率只與電極幾何尺寸、環間隙相關，不受樣品厚度影響。

HRM2000 硬件接線無需改動，在觸摸屏一鍵切換體積 / 表面 / 絕緣電阻模式，儀器內部繼電器自動完成回路切換，降低人為接線失誤風險。

四、整機硬件系統組成原理

整機主要由直流高壓輸出單元、試樣測試單元（屏蔽箱 + 三電極）、量程倍率切換單元、高阻抗直流放大器、PLC 觸控控制系統、安全與數據處理單元五大模塊組成。

1. 直流高壓輸出單元：輸出 10V?2000V 連續可調直流高壓，電壓精度 100?2000V 可達 ±1.0%；

2. 試樣測試單元：屏蔽箱一體化設計，三同軸屏蔽線纜輸入，抑制外界電磁干擾；配置安全聯鎖門，開門自動切斷高壓，試驗結束自動高壓短路放電；

3. 量程倍率切換單元：6 檔采樣電阻自動切換，覆蓋從 10Ω 低阻至 101?Ω 超高阻全量程；

4. 高阻抗直流放大器：接收取樣分壓信號，放大微弱電流信號；

5. PLC 觸控控制系統：7 寸人機交互觸控屏，完成參數設置、信號運算、電阻率自動換算、曲線繪制、數據存儲、溫濕度采集、通訊輸出。

   
   

   
   

五、附加功能實現原理

1. 電阻曲線繪制：測試過程持續采集實時電阻值，記錄電阻隨電化時間變化趨勢，直觀觀察絕緣材料充電極化過程；

2. 內置溫濕度采集：板載溫濕度傳感器實時采集倉內環境參數，溫度濕度系數支持校準修正；

3. 用戶自校準機制：通過標準電阻，在系統設置界面修改各檔位校準系數，實現電壓、電阻誤差現場修正，不必返廠；

4. 數據輸出：RS485?RTU 工業通訊接口可上傳全部測試參數；USB 接口支持外接打印機直接輸出紙質報告；

5. 安全保護邏輯：安全門聯鎖開關，開蓋即切斷高壓并聲音報警；測試結束自動放電，消除試樣殘余電荷。

   
   

六、測試流程簡述

樣品放置三電極上→關閉屏蔽箱安全門→設置電壓、電化時間、試樣厚度、電極間隙參數→啟動測試；儀器施加高壓，試樣充電極化，自動切換量程采集微弱電流；到達設定電化時間后停止，屏幕輸出電阻、電阻率，自動保存數據，可查看電阻?時間變化曲線；測試完成自動放電，方可開啟屏蔽倉更換試樣。

注：高絕緣材料存在極化效應，需要設置合理電化時間（常規 60s），保證測試數據穩定。