表面电阻测试仪（常称作兆欧表）是ESD防护领域最常用的仪器，用于检测材料的导电性能。这类仪器标配是两个重锤式电极，用于台垫、地面、防静电服的点对点电阻和接地电阻测试，但遇到特殊的测试，特别是实验室进行材料评估时，往往要使用特殊的电极。在材料的测试标准中也有不同标准的描述。此外，市面上的仪器所配备的电极多种多样，我们怎么去选择合适的电极呢？这要从我们要从所测试的项目着手，根据测试的项目来选择相应的电极。按照一般性情况及常用的防静电标准的描述，检测的指标包括以下几个：

表面电阻和表面电阻率：用于评价材料表面的导电性能，该性能是建立在材料的导电及静电泄放是基于表面的假设基础上的（图1）。也就是材料表面导电时用此指标评价。表面电阻的测试电压直接加在被测物表面。与之相关的表面电阻率是在表面电阻测试值的基础上根据测试结构计算出来的。从材料评价角度出发，电阻率更能够说明材料性能，因为电阻的测试跟测试电极的结构和距离有关。表面电阻及表面电阻率的测试方法在ANSI/ESD STM11.11及IEC61340-2-3有详细描述，测试所使用的电极为同心圆电极。电极的结构如图2。两份标准对电极的重量和结构尺寸描述如表1。虽有所差异，但主要是重量上和精度上的，内外电极的大小基本是一致的，因此两份标准都是材料表面电阻直接乘以10即为表面电阻率。

图1 表面电阻测试示意图

图2 同心圆电极示意图

表1 ESDA及IEC标准同心圆电极要求对比一览表

体积电阻和体积电阻率：同样是评价材料的导电特性的指标，只不过与表面电阻及表面电阻率区别的是，这两项指标假设导电性贯穿材料，测试电压加在材料上下。ESDA关于体积电阻的测试标准为ANSI/ESD STM11.12，而IEC标准中描述与表面电阻一起都放在IEC61340-2-3中。标准中测试电路原理如图3，其中上方所使用的电极与表面电阻/表面电阻率测试所使用的电极相同。使用体积电阻测试的数据计算体积电阻率在标准中有详细的描述。

图3 体积电阻测试示意图

点对点电阻和接地电阻：在测试实践当中，特别是日常的防静电物品测试当中有些物品我们实际上无法直接定义出其导电性是表面还是体积，比如地板：尽管测试加在表面，但导电性也包含了从底下的导电层所形成的测试回路，这种时候通常不直接区分表面电阻还是体积电阻，而使用点对点电阻和接地电阻更简单。接地电阻则是评价材料的接地连接时的导电性，测试回路加在材料表面和接地点之间。ESDA和IEC标准中常规的测试使用大的点电极，电极相关指标的描述在标准中描述如下表。

表2 ESDA及IEC标准大点电极要求对比一览表

此外，上面所描述的测试是平整材料，因此可使用同心圆电极和大的点电极测试，而当材料异型或较小时，比如手指套、编带包装、导电脚轮使用上述电极测试非常困难，这时需要用特殊电极进行测试，而这当中小的点对点电极最为常见。ESDA标准中小电极的描述是ANSI/ESD STM11.13，IEC标准仍然是61340-2-3。标准中电极的结构如图4、图5，对电极的要求如表3：

图4 小电极测试点对点电阻示意图

图5 小电极探针间距示意图

图6 小电极实例

表3 ESDA及IEC标准小点对点电极要求对比一览表

此外，小的点对点电极除用于上述情况测试外，还可用于评价材料导电的均匀性。在防静电材料的制作当中往往出现导电成分的分布不均匀，甚至局部绝缘的情况，这种情况在防静电材料领域称作导电盲区。导电盲区可导致防静电物品的接地不充分，也可以影响材料的摩擦电压水平，因此是我们在材料选择时需要避免的。使用大的点电极或同心圆电极，由于接触面积大往往无法看出端倪，而小电极因为接触面积小很容易分辨出。换句话讲，小电极测试下来阻值优良的材料才是真正好的防静电材料。

其他几点说明

电极材料的硬度：适当的柔软度能保证电极与样品充分接触，过高的硬度容易在测试当中出现偏差，因此标准中规定硬度为50~70 Shore A

电极材料的导电性：除ESDA标准中对同心圆电极的阻值规定小于10Ω，其他情况电极材料的阻值并不是很严格（小于1000Ω或500Ω），但在实践当中，电极往往用于测试较低电阻的材料或结构，电极材料阻值过高可能会严重影响测试数据，因此电极的材料电阻值应越低越好。小于10Ω更能够适合各种情况下的检测。

连接线的绝缘性和屏蔽性：图7的照片很容易看到普通的线无法保证连线之间以及连线与其他物品接触时的绝缘性，因而会严重测试数据的准确性。在ESDA及IEC标准中明确要求用于回路取值的连接线必须用有良好的绝缘性（体积电阻10e13Ω以上）的屏蔽线就是这个原因。另外，屏蔽的要求是因为测试的原理是电流判断阻值高低，不使用屏蔽线容易因为耦合信号造成测试数据的不准确。测试实践表明，两根连线均使用绝缘良好的屏蔽线更能够确保测试数据的可靠性。

图7 连接线绝缘性差异：右图的连线导电绝缘性差无法保证测试准确