info@nh-instruments.de
Whats App
Die häufigsten Ursachen für unterschiedliche Oberflächen- und Volumenwiderstandsmessungen
Messabweichungen bei der Widerstandsmessung gehören zu den häufigsten Herausforderungen bei der Bestimmung des Oberflächen- oder Volumenwiderstand von Kunststoffen, Beschichtungen und anderen Materialien.
Das eigene Labor misst einen Oberflächenwiderstand von 10⁶ Ω, während der Kunde 10⁸ Ω ermittelt. Beide Messungen wurden mit hochwertigen Messgeräten durchgeführt – und dennoch unterscheiden sich die Ergebnisse um zwei Zehnerpotenzen.
Schnell entsteht die Frage:
Wer hat richtig gemessen?
Die Antwort lautet häufig: Beide.
Denn die Widerstandsmessung gehört zu den Messverfahren, die besonders empfindlich auf die Messbedingungen reagieren. Bereits kleine Unterschiede im Messaufbau können deutliche Auswirkungen auf das Ergebnis haben.
In diesem Beitrag zeigen wir die häufigsten Ursachen für abweichende Messergebnisse und erklären, wie sich reproduzierbare Messungen erreichen lassen.
Warum es zu Messabweichungen bei der Widerstandsmessung kommt
Der elektrische Widerstand eines Materials ist keine feste Materialkonstante wie beispielsweise die Dichte.
Insbesondere bei Kunststoffen, Beschichtungen, Verbundwerkstoffen oder ESD-Materialien hängt das Messergebnis von zahlreichen Einflussgrößen ab. Deshalb schreiben Normen wie IEC 61340-2-3, ASTM D257 oder DIN EN 1081 (für den elektrischen Widerstand von Bodenbelägen) genaue Messbedingungen vor.
Werden diese Bedingungen nicht eingehalten oder unterscheiden sie sich zwischen zwei Laboren, entstehen zwangsläufig unterschiedliche Messergebnisse. Messabweichungen bei der Widerstandsmessung entstehen, wenn sich Messaufbau oder Umgebungsbedingungen unterscheiden.
Checkliste: Diese 8 Faktoren sollten Sie bei abweichenden Messergebnissen überprüfen
Wenn Oberflächen- oder Volumenwiderstandsmessungen voneinander abweichen, liegt die Ursache häufig nicht im Messgerät selbst. In den meisten Fällen unterscheiden sich einzelne Prüfbedingungen oder der Messaufbau.
Mit der folgenden Checkliste können Sie die häufigsten Ursachen für Messabweichungen bei der Widerstandsmessung systematisch eingrenzen.
1. Stimmen Temperatur und Luftfeuchtigkeit?
Temperatur und Luftfeuchtigkeit gehören zu den häufigsten Ursachen für abweichende Messergebnisse. Viele leitfähige oder ableitfähige Materialien – insbesondere Kunststoffe – reagieren empfindlich auf Feuchtigkeit. Bereits geringe Änderungen der Umgebungsbedingungen können den Oberflächen- oder Volumenwiderstand messbar beeinflussen.
Mögliche Auswirkungen:
Bereits geringe Änderungen der Umgebungsbedingungen können zu schwankenden Messergebnissen führen und die Vergleichbarkeit zwischen verschiedenen Laboren erschweren.
Praxistipp: Konditionieren Sie Prüflinge vor der Messung unter identischen klimatischen Bedingungen und dokumentieren Sie Temperatur sowie Luftfeuchtigkeit.
2. Wurde mit derselben Messspannung gemessen?
Nicht jedes Material verhält sich elektrisch gleich. Während metallische Leiter unabhängig von der angelegten Spannung nahezu denselben Widerstand aufweisen, kann sich der Widerstand vieler Kunststoffe und Isolationsmaterialien mit der Messspannung verändern.
Werden beispielsweise unterschiedliche Prüfspannungen verwendet, sind die Messergebnisse häufig nicht direkt vergleichbar.
Mögliche Auswirkungen:
Unterschiedliche Messspannungen können dazu führen, dass identische Materialien unterschiedliche Widerstandswerte aufweisen.
Praxistipp: Dokumentieren Sie die verwendete Messspannung zusammen mit dem Messergebnis und vergleichen Sie ausschließlich Messungen unter identischen Bedingungen.
3. Wurde dieselbe Elektrode verwendet?
Die verwendete Elektrode hat einen direkten Einfluss auf das Messergebnis. Je nach Anwendung kommen beispielsweise Ringelektroden, konzentrische Elektroden, Vierpunktsonden oder Federkontakte zum Einsatz. Unterschiedliche Elektrodengeometrien erzeugen unterschiedliche elektrische Messfelder und können daher zu abweichenden Widerstandswerten führen.
Mögliche Auswirkungen:
Unterschiedliche Elektrodengeometrien beeinflussen das Messfeld und können dadurch voneinander abweichende Messergebnisse verursachen.
Praxistipp: Verwenden Sie für Vergleichsmessungen möglichst dieselbe Elektrode und denselben Messaufbau.
4. War der Anpressdruck identisch?
Vor allem bei weichen Kunststoffen, Elastomeren oder Pulverproben beeinflusst der Anpressdruck die Größe der Kontaktfläche zwischen Elektrode und Prüfling. Dadurch kann sich auch der gemessene Widerstand verändern.
Mögliche Auswirkungen:
Bereits geringe Unterschiede im Anpressdruck können den Kontaktwiderstand verändern und die Reproduzierbarkeit der Messung beeinträchtigen.
Praxistipp: Nutzen Sie möglichst Messsysteme mit definiertem Anpressdruck und vermeiden Sie unterschiedliche manuelle Belastungen.
5. Wurde lange genug gemessen?
Insbesondere hochohmige Materialien benötigen Zeit, bis sich ein stabiler Messwert eingestellt hat. Wird die Messung zu früh beendet, können niedrigere oder schwankende Werte entstehen.
Mögliche Auswirkungen:
Wird die Messung zu früh beendet, können instabile oder zu niedrige Messwerte dokumentiert werden.
Praxistipp: Warten Sie, bis sich der Messwert stabilisiert hat, bevor Sie ihn dokumentieren.
6. Ist die Oberfläche sauber?
Fingerabdrücke, Staub, Trennmittel oder Produktionsrückstände können den Oberflächenwiderstand deutlich beeinflussen. Bereits kleinste Verunreinigungen reichen aus, um Messergebnisse zu verfälschen.
Mögliche Auswirkungen:
Verschmutzungen oder Rückstände auf der Materialoberfläche können den gemessenen Oberflächenwiderstand deutlich verfälschen.
Praxistipp: Prüfen Sie die Messfläche vor jeder Messung und reinigen Sie den Materialprobe bei Bedarf.
7. Wurde an derselben Stelle gemessen?
Leitfähige Kunststoffe oder Beschichtungen besitzen nicht immer über ihre gesamte Oberfläche identische elektrische Eigenschaften. Unterschiede in der Verteilung leitfähiger Additive können lokal zu unterschiedlichen Widerstandswerten führen.
Mögliche Auswirkungen:
Materialinhomogenitäten können dazu führen, dass an verschiedenen Messpositionen unterschiedliche Widerstandswerte ermittelt werden.
Praxistipp: Führen Sie mehrere Messungen an verschiedenen Positionen durch und bewerten Sie den Mittelwert.
8. Ist das Messgerät korrekt eingestellt?
Auch moderne Widerstandsmessgeräte liefern nur dann zuverlässige Ergebnisse, wenn sie regelmäßig überprüft werden und im passenden Messbereich arbeiten. Eine ungeeignete Messbereichswahl kann die Messgenauigkeit beeinträchtigen.
Mögliche Auswirkungen:
Ein ungeeigneter Messbereich oder ein nicht überprüftes Messgerät kann die Messgenauigkeit und Aussagekraft der Ergebnisse beeinträchtigen.
Praxistipp: Kontrollieren Sie regelmäßig den Zustand Ihres Messgeräts und wählen Sie den Messbereich passend zum erwarteten Widerstand.
Die wichtigsten Einflussfaktoren auf einen Blick
Für reproduzierbare Widerstandsmessungen sollten alle relevanten Prüfbedingungen möglichst identisch sein. Bereits kleine Unterschiede können das Messergebnis beeinflussen und die Vergleichbarkeit erschweren.
| Einflussfaktor | Empfehlung |
|---|---|
| Temperatur und Luftfeuchtigkeit | Identische Umgebungsbedingungen sicherstellen |
| Messspannung | Immer dieselbe Prüfspannung verwenden |
| Elektrode | Identische Elektrodengeometrie einsetzen |
| Anpressdruck | Konstanten Anpressdruck gewährleisten |
| Messdauer | Bis zum stabilen Messwert messen |
| Oberfläche | Saubere und trockene Messfläche verwenden |
| Messposition | Mehrere Messpunkte berücksichtigen |
| Messgerät | Passenden Messbereich wählen und regelmäßig überprüfen |
Das sollten Sie aus diesem Beitrag mitnehmen
Der Schlüssel zu reproduzierbaren Messergebnissen
Abweichende Widerstandsmessungen bedeuten nicht zwangsläufig, dass eine Messung fehlerhaft durchgeführt wurde. In vielen Fällen sind unterschiedliche Prüfbedingungen die Ursache für voneinander abweichende Messergebnisse.
Wer reproduzierbare und vergleichbare Widerstandsmessungen erzielen möchte, sollte deshalb nicht nur auf ein geeignetes Messgerät achten, sondern den gesamten Messprozess betrachten. Identische Umgebungsbedingungen, die richtige Messspannung, passende Elektroden, ein definierter Messaufbau und eine sorgfältige Vorbereitung der Materialprobe tragen entscheidend zur Qualität der Messergebnisse bei.
Mit der passenden Messtechnik und einer konsequent eingehaltenen Messmethodik lassen sich Messabweichungen deutlich reduzieren und Ergebnisse zuverlässig miteinander vergleichen. Wer die beschriebenen Einflussfaktoren berücksichtigt, kann Messabweichungen bei der Widerstandsmessung deutlich reduzieren und reproduzierbare Messergebnisse erzielen.
Sie möchten Messabweichungen bei der Widerstandsmessung überprüfen oder verfügen derzeit nicht über die passende Messtechnik? Dann nutzen Sie den Servicemessservice von NH Instruments. Wir bestimmen den Oberflächen- und Volumenwiderstand Ihrer Materialien unter definierten Messbedingungen und unterstützen Sie bei der Bewertung der Ergebnisse.
Häufig gestellte Fragen zur Widerstandsmessung
Unterschiedliche Prüfbedingungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Messspannung, Elektrodengeometrie oder Anpressdruck können das Messergebnis beeinflussen. Deshalb sollten Widerstandswerte nur dann miteinander verglichen werden, wenn sie unter identischen Bedingungen ermittelt wurden.
Abweichende Messergebnisse bedeuten nicht zwangsläufig, dass eine Messung fehlerhaft durchgeführt wurde. Bereits kleine Unterschiede im Messaufbau oder in den Umgebungsbedingungen können zu unterschiedlichen Widerstandswerten führen
Zu den wichtigsten Einflussgrößen gehören Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Messspannung, Elektrodengeometrie, Anpressdruck, Messdauer, der Zustand der Materialoberfläche sowie die Materialzusammensetzung.
Reproduzierbare Messergebnisse setzen identische Prüfbedingungen voraus. Dazu gehören ein definierter Messaufbau, geeignete Elektroden, konstante Umgebungsbedingungen sowie ein regelmäßig überprüftes Messgerät.
Ja. Wenn Sie den Oberflächen- oder Volumenwiderstand Ihrer Materialien bestimmen lassen möchten oder Messergebnisse überprüfen möchten, bietet NH Instruments professionelle Servicemessungen an. Dabei unterstützen wir Sie sowohl bei der Durchführung der Messung als auch bei der Bewertung der Ergebnisse.
Mehr über unsere Servicemessungen erfahren
Welches Messgerät geeignet ist, hängt unter anderem vom Widerstandsbereich, dem Material und der Messaufgabe ab. Für die Messung von Oberflächen- und Volumenwiderständen kommen je nach Anwendung unterschiedliche Leitfähigkeitsmessgeräte und Elektroden zum Einsatz.
Mehr über unsere Leitfähigkeitsmessgeräte erfahren
Messabweichungen bei der Widerstandsmessung lassen sich vermeiden, indem alle relevanten Prüfbedingungen – etwa Temperatur, Messspannung, Elektrodengeometrie und Messdauer – konstant gehalten werden.
NH Instruments ist spezialisiert auf Messlösungen zur Bestimmung elektrischer Materialeigenschaften. Unser Portfolio umfasst Leitfähigkeitsmessgeräte, Elektroden, Servicemessungen sowie technische Beratung für Entwicklung, Qualitätssicherung und Forschung.
Die Fragen basieren auf typischen Fragestellungen aus unserer täglichen Praxis und aus Gesprächen mit unseren Kunden. Sollten Sie darüber hinaus Fragen zur Widerstandsmessung oder zu unseren Messlösungen haben, freuen wir uns auf Ihre Kontaktaufnahme.
