絕緣電阻、體積電阻率和表面電阻率測試儀（通常采用三電極系統）對電極的要求非常嚴格，電極的設計、材質、加工精度和安裝方式直接影響測量的準確性、重復性和可比性。以下是關鍵要求：

一、核心目標

建立均勻電場：在樣品特定區域（體積或表面）形成可計算的、均勻分布的電場。

精確界定測試區域：清晰分離體積電流和表面電流通道。

確保良好接觸：在整個測試區域實現低接觸電阻、無間隙的歐姆接觸。

消除邊緣效應和雜散電流：避免電場扭曲和電流泄露導致測量誤差。

二、三電極系統構成與要求

絕緣電阻測試通常使用三電極系統：

1.測量電極(MeasuringElectrode/HighVoltageElectrode)：施加測試電壓。

2.保護電極(GuardElectrode)：環繞測量電極，用于：

引導表面泄漏電流繞過測量回路。

消除測量電極邊緣的電場畸變（邊緣效應），確保測量電極下方的電場均勻。

界定被測樣品的有效面積。

3.接地電極(GroundElectrode)：位于樣品另一側，收集流經樣品體積（或表面）的電流。

對三電極系統的具體要求：

1.幾何形狀與尺寸精度：

測量電極與保護電極間隙(Gap)：

關鍵參數間隙寬度(`g`)必須均勻、精確（通常要求≤1mm或2mm，具體取決于標準）。

間隙寬度需遠小于測量電極直徑(`d`)（通常`g<<d`，如`g≤d/100`是理想目標，但`g≤d/10`更常見且可接受）。

間隙邊緣必須平直、光滑、無毛刺。

間隙尺寸精度直接影響有效測試面積計算和邊緣效應消除效果。

共軸性/同心度：測量電極、保護電極、接地電極必須嚴格同軸或同心。任何偏心都會導致電場分布不均勻。

共面性：測量電極和保護環的下表面必須處于同一水平面，確保與樣品表面均勻接觸。

電極尺寸：需嚴格遵循所采用的標準（如IEC60093,ASTMD257,GB/T1410）的規定。常見配置：

測量電極直徑(如50mm,25mm)。

保護環內徑`d+2g`。

保護環寬度`w`(通常≥`d/2`或≥10mm)。

接地電極直徑≥`d+4g+2w`(需覆蓋保護環)。

2.電極材質：

高導電性：低電阻材料（如黃銅、不銹鋼、銅鍍鎳/鉻、鋁），確保自身電阻可忽略不計。

高硬度與耐磨性：保證長期使用后幾何形狀和表面光潔度不變（尤其對于需要施加壓力的電極）。

良好的化學穩定性：不易氧化、腐蝕，避免接觸不良或污染樣品。常采用鍍層保護（如鍍金、鍍鎳鉻）。

光滑平整：與樣品接觸的表面需高度拋光，無劃痕、凹坑，確保大面積均勻接觸。

3.電極表面與接觸：

平整度：電極工作面（接觸樣品的面）必須非常平整（平面度誤差極小），避免局部壓力過大或接觸不良。

清潔度：電極表面必須絕對清潔，無灰塵、油污、氧化膜或殘留物。測試前常用無水乙醇等溶劑擦拭。

接觸方式：

導電膠/導電橡皮：提供柔性接觸，適應樣品表面微觀不平，確保無間隙。需導電性好、穩定、無腐蝕性。定期更換。

金屬塊直接接觸：僅適用于非常平整堅硬的樣品。需極大壓力保證接觸，易損傷軟質樣品且接觸均勻性差，不推薦。

蒸發/濺射金屬膜：實驗室高精度測量常用，在樣品表面直接制備電極，接觸最佳。但成本高、操作復雜。

液態電極（汞、導電液）：用于不規則表面，但有安全、污染、易移動等問題，應用受限。

接觸壓力：對于使用導電膠和剛性電極的系統，需施加均勻、適度的壓力。壓力過小導致接觸不良，壓力過大可能壓壞樣品或改變其結構（尤其薄膜、泡沫）。

4.保護電極有效性：

電氣連接：保護電極必須正確連接到測試儀的Guard端子。

電位控制：保護電極電位應與測量電極電位相等或非常接近（理想狀態是等電位），這是其引導雜散電流的關鍵。測試儀內部電路需保證此點。

寬度足夠：保護環寬度`w`必須足夠寬（如前所述），以有效截獲邊緣泄漏電流。

5.接地電極要求：

尺寸足夠大（覆蓋整個保護環區域），材質、表面要求同測量/保護電極。

確保與樣品另一面大面積、均勻、良好接觸（同樣推薦導電膠）。

嚴格與測量/保護電極系統平行、對準。

三、電極系統整體要求

1.剛性支撐與精確定位：電極夾具必須穩固，確保測試過程中電極位置絕對固定，無晃動。能精確調節電極間距、平行度和對中度。

2.良好的屏蔽：整個電極系統（或測試夾具）應有電磁屏蔽設計（如金屬屏蔽箱），減少外界電磁干擾對微弱測量電流的影響。

3.絕緣支撐：固定測量電極和保護電極的支架必須采用高絕緣材料（如聚四氟乙烯、優質陶瓷、高阻工程塑料），其絕緣電阻應遠高于被測樣品的預期電阻（通常要求>10^14Ω），避免支架漏電引入誤差。

四、遵循標準的重要性

電極系統的設計、尺寸、間隙、材料等參數必須嚴格遵守所依據的測試標準（如IEC60093,ASTMD257,GB/T1410,ISO3915等）。

不同標準對電極尺寸和間隙要求可能不同！測試結果必須在報告中注明所采用的標準和電極配置。

使用不符合標準的電極系統得到的數據缺乏可比性。

正確選擇、安裝和使用符合標準的電極系統，是獲得準確可靠的絕緣電阻、體積電阻率和表面電阻率測試結果的基礎。任何在電極方面的妥協都可能導致顯著的測量誤差。

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