浙江體積表面電阻測(cè)量?jī)x  電極electrodes

電極是具有一定形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)的與被測(cè)試樣相接觸的導(dǎo)體。

注:絕緣電阻是加在與試樣相接觸的兩電極之間的直流電壓與通過兩電極的總電流之商 絕緣電阻取決于試樣的表面電阻和體積電阻(見GB/T 10064-2006)

 a)測(cè)量體積電阻率線路 

         ①--被保護(hù)電極; 

         ②--保護(hù)電極; 

         ③--不保護(hù)電極。 

浙江體積表面電阻測(cè)量?jī)x  工作原理

    根據(jù)歐姆定律，被測(cè)電阻Rx等于施加電壓V除以通過的電流I。傳統(tǒng)的高阻計(jì)的工作原理是測(cè)量電壓V固定，通過測(cè)量流過取樣電阻的電流I來得到電阻值。從歐姆定律可以看出，由于電流I是與電阻成反比，而不是成正比，所以電阻的顯示值是非線性的，即電阻無窮大時(shí)，電流為零，即表頭的零位處是∞，其附近的刻度非常密，分辨率很低。整個(gè)刻度是非線性的。又由于測(cè)量不同的電阻時(shí)，其電壓V也會(huì)有些變化，所以普通的高阻計(jì)是精度差、分辨率低。

    本儀器是同時(shí)測(cè)出電阻兩端的電壓V和流過電阻的電流I，通過內(nèi)部的大規(guī)模集成電路完成電壓除以電流的計(jì)算，然后把所得到的結(jié)果經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后以數(shù)字顯示出電阻值，即便是電阻兩端的電壓V和流過電阻的電流I是同時(shí)變化，其顯示的電阻值不象普通高阻計(jì)那樣因被測(cè)電壓V的變化或電流Ｉ的變化而變，所以，即使測(cè)量電壓、被測(cè)量電阻、電源電壓等發(fā)生變化對(duì)其結(jié)果影響不大，其測(cè)量精度很高，從理論上講其誤差可以做到零，而實(shí)際誤差可以做到千分之幾或萬分之幾。

試樣處置

    電極之間或測(cè)量電極與大建之聞的雜散電流對(duì)于測(cè)試儀器的讀數(shù)沒有明顯的影響這一點(diǎn)很重要。

測(cè)試時(shí)加電極到試樣上和安放試樣時(shí)均要極為小心，以免可能產(chǎn)生對(duì)測(cè)試結(jié)果有不良影響的雜散電流

通道。

    測(cè)量表面電阻時(shí)，不要清洗表面，豫非另有協(xié)議或規(guī)定。除了同一材料的另一個(gè)試樣的未被觸模過

的表面可觸及被測(cè)試樣外，表蕊被測(cè)部分不應(yīng)被任何東西觸及。

條件處理

    試樣的處理?xiàng)l件取決于被試材料，這些條件應(yīng)在材料規(guī)范中規(guī)定。

    推薦按GB／T 10580—2003進(jìn)行條件處理；由各種鹽溶液所產(chǎn)生的相對(duì)濕度在IEC 60260中給出。

可以采用機(jī)械蒸發(fā)系統(tǒng)。

    體積電阻率和表面電阻率都聰溫度變化特別敏感。這種變化是指數(shù)式的。因此必須在規(guī)定的條件

下來測(cè)量試祥的體積電阻和表蕊電阻。由于水分被吸收到電介質(zhì)內(nèi)是相對(duì)緩慢的過程，因此測(cè)定濕度

對(duì)體積電阻率的影響需要延長(zhǎng)處理期。吸收水分后通常會(huì)降低體積電阻。有些試樣可能需要處理數(shù)月

才能達(dá)到平衡。

安全注意事項(xiàng)

1.使用前務(wù)必詳閱此說明書，并遵照指示步驟，依次操作。

2.請(qǐng)勿使用非原廠提供之附件，以免發(fā)生危險(xiǎn)。

3.進(jìn)行測(cè)試時(shí)，本儀器測(cè)量端高壓輸出端上有直流高壓輸出，嚴(yán)禁人體接觸 ，以免觸電。

4.為避免測(cè)試棒本身絕緣泄漏造成誤差，接儀器測(cè)量端輸入的測(cè)試棒應(yīng)盡可 能懸空，不與外界物體相碰。

5.當(dāng)被測(cè)物絕緣電阻值高，且測(cè)量出現(xiàn)指針不穩(wěn)現(xiàn)象時(shí)，可將儀器測(cè)量線屏 蔽端夾子接 上。 例如： 對(duì)電 纜測(cè)纜 芯與 纜殼的 絕緣 時(shí)，除 將被 測(cè)物兩 端分 別接于 輸入 端與高壓 端， 再將電 纜殼 ，芯之 間的 內(nèi)層絕 緣物 接儀器 “G”，以消 除因 表面漏 電而 引起的測(cè) 量誤 差。也 可用 加屏蔽 盒的 方法， 即將 被測(cè)物 置于 金屬屏 蔽盒 內(nèi)，接 上測(cè) 量線。

使用說明

（一）應(yīng)滿足下例要求：

1、測(cè)試電壓范圍應(yīng)包括：100V~500V

2、測(cè)量范圍應(yīng)包括：1?106Ω~1?1017Ω

3、阻值大于1012Ω時(shí)，測(cè)量誤差應(yīng)小于?20%，阻值不大于1012Ω時(shí)，測(cè)量誤差應(yīng)小于?10%。

4、輸入接線的絕緣電阻應(yīng)大于儀器輸入電阻的100倍。

5、測(cè)試時(shí)試樣及測(cè)量導(dǎo)線應(yīng)有良好。

6、儀器應(yīng)定期進(jìn)行校驗(yàn)。

（二）準(zhǔn)備工作：

1、取被測(cè)液體（如：增塑劑）試樣50ml。

2、試樣應(yīng)在溫度23?2℃，相對(duì)濕度65?5%的條件下處理2小時(shí)以上。

（三）測(cè)試步驟：

1、測(cè)試溫度23?2℃，相對(duì)濕度65?5%，無外界電磁場(chǎng)干擾環(huán)境中進(jìn)行。

2、測(cè)試時(shí)對(duì)試樣所加電壓為100V~500V的直流電壓，選擇電壓檔次。

3、將試樣倒入高壓電極內(nèi)，使液面剛好和環(huán)電極下緣全部接觸為止。

4、將充分放電后的試樣和電極，按固體（液體）體積及表面電阻率測(cè)試儀要求接線。

外電極（高壓電極）接高固體（液體）體積及表面電阻率測(cè)試儀的高壓輸出端。

內(nèi)電極（測(cè)量電極）接固體（液體）體積及表面電阻率測(cè)試儀的測(cè)量端。

中電極（環(huán)電極）接固體（液體）體積及表面電阻率測(cè)試儀的接地端。

5、儀器預(yù)熱30分鐘，穩(wěn)定后調(diào)整儀器（調(diào)零），加上試驗(yàn)1分鐘，讀取電阻指示值，然后放電1分鐘，再測(cè)試一次，以二次的算術(shù)平均值作為試驗(yàn)樣品電阻指示值。

（四）計(jì)算方法：

按式（1）計(jì)算體積電阻系數(shù)（pv）,計(jì)算結(jié)果取二位有效數(shù)字。

（五）注意事項(xiàng)：

1、測(cè)定電極必須放置在高絕緣的墊板上。

2、測(cè)定電極在測(cè)試前后，均應(yīng)做好清洗工作，特別是三只電極的支撐件不得受到試樣的污染

體積電阻

    在測(cè)試以前應(yīng)使試樣具有電介質(zhì)穩(wěn)定狀態(tài)。為此，通過測(cè)最裝置將試樣的測(cè)量電極l和3短路

(圖1a))，逐步增加電流測(cè)量裝置的靈敏度到符合要求，同時(shí)觀察短路電流的變化，如此繼續(xù)到短路電

流達(dá)到相當(dāng)恒定的值為止，此值應(yīng)小于電化電流的穩(wěn)定值，或者小于電化1min的電流。由于短路電

流有可能改變方向，因此即使電流為零，也要維持短路狀態(tài)到需要的時(shí)間。當(dāng)短路電流I0變得基本恒

定時(shí)(可能需要凡小時(shí))，記下工。的值和方向。

    然后加上規(guī)定的直流電壓并同時(shí)開始記時(shí)。除非另有規(guī)定，褒如下每個(gè)電化時(shí)間作一次測(cè)量：

1 min、2 min、5 min、10 min、50 min、100 min。如果兩次連續(xù)測(cè)量得出同樣的結(jié)果，則可以結(jié)束試驗(yàn)并

用這個(gè)電流值來計(jì)算體積電阻。記錄第一次觀察到相同測(cè)量結(jié)累對(duì)的電化時(shí)間。如果在100 min內(nèi)不

能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，則記錄體積電阻與電化時(shí)間的函數(shù)關(guān)系。

    作為驗(yàn)收試驗(yàn)，按照有關(guān)規(guī)范的規(guī)定，使用一個(gè)固定的電化時(shí)間如lmin后的電流僮來計(jì)算體積電

阻率。

所有立體圖形外面的面積之和叫做它的表面積。如：

1、圓柱體表面積為：S=C底*h 2πR^2，S=2πR*h 2πR^2。

（“C底”為底面圓的周長(zhǎng)，R為底面圓的半徑）

2、棱柱體表面積：S=S側(cè) 2*S底

3、圓柱體表面積（“U底”為底面圓的周長(zhǎng)，R為底面圓的半徑）

S=U底*h 2πR^2

S=2πR*h 2πR^2

4、棱錐體表面積（n為棱錐的斜棱條數(shù)，即側(cè)面數(shù)）

S=n*S側(cè)(三角形) S底

5、圓錐體表面積

S=S扇 S底

S=1/2*L(母線)*2πR πR^2

6、棱臺(tái)體表面積（n為棱錐的棱條數(shù)，即側(cè)面數(shù)）

S=n*S側(cè)(梯) S上底 S下底

7、圓臺(tái)體表面積

注：設(shè)r為上底半徑，R為下底半徑，L為圓臺(tái)母線；虛設(shè)a為小扇形母線，則大扇形母線長(zhǎng)為（a L）

S=S側(cè)(扇環(huán)) S上底 S下底

S=π(r^2 R^2 rl Rl)=πr^2 πR^2 πrl πRl

8、球體表面積：S=4πR^2

電阻率的計(jì)算公式為：

   ρL

R=—

   S

ρ為電阻率——常用單位Ω?mm2/m

S為橫截面積——常用單位㎡

R為電阻值——常用單位Ω

L為導(dǎo)線的長(zhǎng)度——常用單位m

伏安法

 本直接法應(yīng)用如圖5所示的線路 。用直流 電壓 表測(cè)量所施 加的 電壓 。用電流測(cè) 量裝置測(cè) 量電流 ，

電流測(cè)量裝置可以是檢流計(jì)(現(xiàn)在已很少使用)、電子放大器或靜電計(jì)。

 一般說來，當(dāng)試樣被充電時(shí)，測(cè)量裝置宜短路以避免在此期間損壞。

 檢流計(jì)宜具有高的電流靈敏度，且配有通用分流器(也叫Ayrton分流器)未知電阻(以D表示)

計(jì)算如下:

    U

Rx=------

    ka

 式中:

 U-----所施加的電壓，單位為伏(V);

 k一 檢流計(jì)的靈敏度，以A/刻度表示;

 a— 偏轉(zhuǎn) ，以刻度表示 。

 電阻不超過1010Ω～1011Ω時(shí)，可用一個(gè)檢流計(jì)，在100 V下以所需要的精確度進(jìn)行測(cè)量具有高的輸人電阻、并由一個(gè)已知高的電阻值Rs所分流的電子放大器或靜電計(jì)可用來作為電流測(cè)量裝置。借助于電阻Rs兩端的電壓降Us來測(cè)量電流。未知電阻Rx計(jì)算如下:

    U?Rs

Rx=-----------

     Us

 式中:

 U--------是所施加的電壓(假設(shè)Rs〈〈Rx) ,

 具有不同值的一些電阻Rs可以裝在儀器的箱子里，該儀器常直接用安或其約數(shù)來標(biāo)刻度.

這里，能以需要的精確度測(cè)量的最大電阻值取決于電流測(cè)量裝置的性能。Us的誤差是由指示器誤差、放大器的零點(diǎn)漂移和增益的穩(wěn)定性來決定的。在合理設(shè)計(jì)的放大器和靜電計(jì)中，增益的不穩(wěn)定性是可忽略的，零點(diǎn)漂移也可保持在低的水平，即按測(cè)量所需的時(shí)間看是無關(guān)緊要的。高增益的電子電壓表

的指示誤差一般為滿刻度偏轉(zhuǎn)的?(2%～5%)，使用具有相同的精確度而又不大于1012 Ω的電阻器是可行的.如果電壓測(cè)量裝置有大于1014Ω的輸人電阻，且在輸人電壓為10 mV時(shí)有滿刻度偏轉(zhuǎn)，則能

以約?10%的精確度來側(cè)量10-14A的電流。

 1016Ω的電阻可用具有很高電阻的精密電阻器和電子放大電壓表或靜電計(jì)在loo v電壓下以所要求 的精確度來測(cè)量.

惠斯登電橋法

 如圖6所示，試樣與惠斯登電橋的一個(gè)臂相連接 三個(gè)已知橋臂應(yīng)具有盡可能高的電阻值 ，它們受到橋臂中電阻器的固定誤差所限制 通常電阻RB是以十進(jìn)級(jí)變化的，電阻RA用來作平衡微調(diào)，而RN在測(cè)量過程中是固定不變的。檢測(cè)器是一個(gè)直流放大器，它的輸入電阻比電橋內(nèi)任何一個(gè)橋臂的電阻值都高。未知電阻R,計(jì)算 如下:

    RNRB

Rx=--------

RA

 式中:

 RA、RB和RN如圖6所示。

 當(dāng)零指示器有足夠的靈敏度時(shí)，計(jì)算出的電阻的最大百分誤差是RA,RB和RN的百分誤差的總和。如果RA和RB為繞線電阻，且其值較低例如1 MΩ，則它們的誤差可忽略不計(jì)，測(cè)量很高的電阻時(shí)RN可選為109Ω,RN的測(cè)量精確度為?2%測(cè)定比值RB/RA的精確度取決于零指示器的靈敏度如果未知電阻Rx＞＞RN，則測(cè)定比值r=RB/RA時(shí)的不精確性△r由△r/r=IR?Rx/U來決定，式中Ig是零指示器的最小分辨電流,U是施加到電橋的電壓。例如，使用電子放大器，其輸人電阻為1 MΩ，滿刻度偏轉(zhuǎn)時(shí)的輸人電壓為10-5 V，則最低的分辨電流約為2X10 13A，相當(dāng)于滿刻度偏轉(zhuǎn)的2%當(dāng)Ig為此值，U=100 V,R=1013 Ω時(shí)，可得到△r/r=0. 02或2%.

    電阻值不大于1013 Ω～1014Ω的電阻可用惠斯登電橋法在100 V下以所要求的精確度來測(cè)量.