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直流體積表面電阻率測定儀

價格:20650元瀏覽:124次聯(lián)系:劉元元 / 15132636097 / 企業(yè):北京北廣精儀儀器設(shè)備有限公司留言店鋪收藏

采用高性能微處理器控制的絕緣電阻測試儀。輸出電壓1-1000v連續(xù)可調(diào),可以測試5*102Ω~1*1016Ω的直顯電阻/電阻率(超出顯示電流換算可到20次方),最大顯示99999數(shù),測試速度可達5次/秒。

符合標準:

GB/T 1410-2006《 固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗方法》

ASTM D257-99《絕緣材料的直流電阻或電導試驗方法》

GB/T 10581-2006《絕緣材料在高溫下電阻和電阻率的試驗方法》

GB/T 1692-2008《硫化橡膠 絕緣電阻率的測定》

GB/T 2439-2001《硫化橡膠或熱塑性橡膠 導電性能和耗散性能電阻率的測定》

GB/T 12703.4-2010《紡織品 靜電性能的評定 第4部分:電阻率》

GB/T 10064-2006_《測定固體絕緣材料絕緣電阻的試驗方法》

表面電阻率

為測定表面電阻率,試樣的形狀不限,只要允許使用第三電極來抵消體積效應(yīng)引起的誤差即可。推薦使用圖2及圖3所示的三電極裝置。用電極1作為被保護電極,電極3作為保護電極,電極2作為不 保護電極。可直接測量電極1和2之間表面間隙的電阻。這樣測得的電阻包括了電極1和2之間的表面電阻和這兩個電極間的體積電阻。然而,對于很寬范圍的環(huán)境條件和材料性能,當電極尺寸合適時, 體積電阻的影響可忽略不計。為此,對于圖2和圖3所示的裝置,電極的間隙寬度g至少應(yīng)為試樣厚度 的2倍,一般說來,1mm為切實可行的 小間隙。被保護電極尺寸d1(或長度l1)應(yīng)至少為試樣厚度h的10倍,通常至少為25mm。

也可以使用條形電極或具有合適尺寸的其他裝置。

注:由于通過試樣內(nèi)層的電流的影響,表面電阻率的計算值與試樣和電極的尺寸有很大的關(guān)系,因此,為了測定時可進行比較,推薦使用與圖2所示的電極裝置的尺寸相一致的試樣,其中d1= 50 mm, d2 = 60 mm, ds = 80 mm,

條件處理和測試條件的規(guī)定:固體絕緣材料的電阻隨溫度、濕度的增加而下降。試樣的預處理條件取決于被測材料,這些條件在材料規(guī)范中規(guī)定。推薦使用GB10580《固體絕緣材料在試驗前和試驗時采用的標準條件》中規(guī)定的預處理方法。可使用甘油—水溶液潮濕箱進行濕度預處理。測試條件應(yīng)與預處理條件盡可能地一致,有些時候(如浸水處理)不能保持預處理條件和測試條件一致時,則應(yīng)在從預處理環(huán)境中取出后在盡可能短時間內(nèi)完成測試,一般不超過5分鐘。

標準配置:

1、測試儀器          1臺

2、.電源線            1條

3、測試電極          1套

4、使用說明書        1份

5、測試主機          1臺

6、出廠測試報告      1份

7、上位機連接線      1條

8、屏蔽箱            1個

9、測試夾            1套

10、232數(shù)據(jù)串口組件1套

雜散電勢的消除:在絕緣電阻測量電路中,可能存在某些雜散電勢,如熱電勢、電解電勢、接觸電勢等,其中影響最大的為電解電勢。用高阻計測量表面潮濕的試樣的體積電阻時,測量極與保護極間可產(chǎn)生20mv的電勢。試驗前應(yīng)檢查有無雜散電勢。可根據(jù)試樣加壓前后高阻計的二次指示是否相同來判斷有無雜散電勢。如相同,證明無雜散電勢;否則應(yīng)當尋找并排除產(chǎn)生雜散電勢的根源,才能進行測量。

體積電阻率

為測定體積電阻率,試樣的形狀不限,只要能允許使用第三電極來抵消表面效應(yīng)引起的誤差即可。對于表面泄漏可忽略不計的試樣,測量體積電阻時可去掉保護,只要己證明去掉保護對結(jié)果的影響可忽略不計。

在被保護電極與保護電極之間的試樣表面上的間隙要有均勻的寬度,并且在表面泄漏不致于引起測量誤差的條件下間隙應(yīng)盡可能的窄。lmm的間隙通常為切實可行的 小間隙。

圖2及圖3給出了三電極裝置的例子。在測量體積電阻時,電極1是被保護電極,電極2為保護電 極,電極3為不保護電極。被保護電極的直徑d1(圖2)或長度l1(圖3)應(yīng)至少為試樣厚度h的10倍,通 常至少為25mm。不保護電極的直徑d4(或長度[4)和保護電極的外直徑d3(或保護電極兩外邊緣之間 的長度[3)應(yīng)該等于保護電極的內(nèi)徑d2(或保護電極兩內(nèi)邊緣之間的長度lz)加上至少2倍的試樣厚度。

高絕緣電阻測量儀用于測量絕緣材料、電工產(chǎn)品、各種元器件的絕緣電阻;與恒溫水浴配套后,還能測量不同溫度下的塑料電線電纜(無屏蔽層)的絕緣電阻,該儀器具有測量精度高、性能穩(wěn)定、操作簡單、輸入端高壓短路等優(yōu)點,儀器的最高量程 16次方超出16次方顯示電流通過換算最大可到20次方電阻值(測試電壓為 1-1000V)。 本儀表貫徹 Q/TPGG 7-2008 高絕緣電阻測量儀企業(yè)標準。

電場強度:當電場強度比較高時,離子的遷移率隨電場強度增高而增大,而且在接近擊穿時還會出現(xiàn)大量的電子遷移,這時體積電阻率大大地降低。因此在測定時,施加的電壓應(yīng)不超過規(guī)定的值。

絕緣材料的電阻率一般都很高,也就是傳導電流很小。如果不注意外界因素的干擾和漏電流的影響,測量結(jié)果就會發(fā)生很大的誤差。同時絕緣材料本身的吸濕性和環(huán)境條件的變化對測量結(jié)果也有很大影響。

保護

組成測量線路的絕緣材料,好應(yīng)具有與被試材料差不多的性能。試樣的測量誤差可以由下列原因產(chǎn)生:

a)外來寄生電壓引起的雜散電流,通常不知道它的大小,并具有漂移的特點;

b)具有未知而易變的電阻值的絕緣與試樣電阻、標準電阻器或電流測量裝置的不正常的分路。 使線路所有部分在使用狀態(tài)下有盡可能高的絕緣電阻來近似地修正這些影響因素。這種做法可能導致測試設(shè)備很笨重,而又不足以測量高于幾百兆歐的絕緣電阻。較為滿意的修正方法是使用保護技術(shù)來實現(xiàn)。

保護就是在所有關(guān)鍵的絕緣部位插入保護導體,保護導體截住所有可能引起誤差的雜散電流。這些保護導體聯(lián)接在一起,組成保護系統(tǒng)并與測量端形成蘭端網(wǎng)絡(luò)。當線路聯(lián)接恰當時,所有外來寄生電壓產(chǎn)生的雜散電流被保護系統(tǒng)分流到測量電路以外,任一測量瑞到保護系統(tǒng)的絕緣電阻與一電阻低得多的線路元件并聯(lián),試樣電阻僅限于兩測量端之間。采用這個技術(shù)可大大地減小誤差概率。圖1為使 用保護電極測量體積電阻和表面電阻的基本線路。

圖5和圖7給出了電流測量法中保護系統(tǒng)的使用方法,圖中指出保護系統(tǒng)接到電源和電流測量裝 置的連接點。圖6表示惠斯登電橋法,其保護系統(tǒng)接到兩個較低電阻值的橋臂的連接點上。在所有情況下,保護系統(tǒng)必須完善,包括對測試人員在測量時操作的任何控制儀器的保護。

在保護端和被保護端之間所存在的電解電動勢、接觸電動勢或熱電動勢較小時,均能被補償?shù)簦惯@樣的電動勢在測量中不會引人顯著的誤差。

在電流測量法中,由于電流測量裝置與被保護端和保護系統(tǒng)之間的電阻并聯(lián)可能產(chǎn)生誤差,因此,這個電阻宜至少為電流測量裝置電阻的10倍,好為100倍。在有些電橋法中,保護端和測量端具有 大致相同的電位,不過電橋中的→個標準電阻器與不保護端和保護系統(tǒng)之間的電阻是并聯(lián)的。這個電 阻應(yīng)至少為標準電阻的10倍,好為100倍。

為確保設(shè)備的操作令人滿意,應(yīng)先斷開電源和試樣的連線進行一次測量。此時,設(shè)備應(yīng)在它的靈敏度許可范圍內(nèi)指示出元窮大的電阻。如果有一些己知電阻值的標準電阻,則可用來檢查設(shè)備運行是否良好。

工作原理 

    根據(jù)歐姆定律,被測電阻R等于施加電壓V除以通過的電流I。即   

V

R= ---

I

    傳統(tǒng)的儀器的工作原理是測量電壓V固定,通過測量流過被測物體的電流I以標定電阻的刻度來讀出電阻值。從上式可以看出,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,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。整個刻度是非線性的。又由于測量不同的電阻時,其電壓V也會有些變化,所以普通的高阻計的精度是很難提高的。

   體積、表面電阻率測定儀是同時測出電阻兩端的電壓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是同時變化,其顯示的電阻值不象普通高阻計那樣因被測電壓V的變化或電流I的變化而變,所以,即使測量電壓、被測量電阻、電源電壓等發(fā)生變化對其結(jié)果影響不大,其測量精度很高。從理論上講其誤差可以做到零。而實際誤差可以做到千分之幾或萬分之幾。

試驗程序

試樣按本標準第7章、第8章、第9章、第10章進行準備。

測量試樣及電極的尺寸、表面間隙的寬度g(兩電極之間距離),}lj士1%。然而,如有必要,對薄試樣可在有關(guān)的規(guī)范中規(guī)定不同的度。

為測定體積電阻率,應(yīng)按照有關(guān)的規(guī)范測量每個試樣的平均厚度,其厚度測量點應(yīng)均勻地分布在由被保護電極所覆蓋的整個面積上。

注:對于薄試樣無論如何在加上電極前測量厚度。

一般說來,應(yīng)與條件處理時相同的濕度(漫在液體中的條件處理除外)和溫度下測試電阻。但有時也可在停止條件處理后的規(guī)定時間內(nèi)進行測量。

絕緣材料用于電氣系統(tǒng)的各部件相互絕緣和對地絕緣,固體絕緣材料還起機械支撐作用。一般希望材料有盡可能高的絕緣電阻,并具有合適的機械、化學和耐熱性能。

使用方法

1接好電源線

    確保電源為220VAC/50Hz

2接通電源

    將電流電阻量程置于104檔,電壓量程置于10V,然后開機。

3調(diào)零

    在“Rx”兩端開路的情況下,調(diào)零使電流表的顯示為0000 .注意:在“Rx”兩端不開路,如接在電阻箱或被測量物體上時調(diào)零后測量會產(chǎn)生很大的誤差。一般一次調(diào)零后在測試過程中不需再調(diào)零。 完畢后關(guān)機。

4連接線路

    接好測試線,將測試線將主機與屏蔽箱連接好,測體積電阻時測試按鈕撥到Rv邊,測表面電阻時測試按鈕撥到Rs邊。然后開機。

5選擇合適的測量電壓

    電壓選擇開關(guān)在后面板,注意,在測試過程中不要隨意改動測量電壓,可能因電壓的過高或電流過大損壞被測試器件或測試儀器;

6測試

    測量時從低檔位逐漸拔往高檔,每撥一次稍停留1~2秒以使觀察顯示數(shù)字, 當被測電阻大于儀器測量量程時,電阻表顯示“1”,此時應(yīng)繼續(xù)將儀器撥到量程更高的位置,當測量儀器有顯示值時應(yīng)停下,當前的數(shù)字乘以檔次即是被測電阻值。當有顯示數(shù)字時不要再往更高次檔撥,否測儀器會過量程,機內(nèi)保護電路開始工作,儀器測量準確度會下降。

7測試完畢將電阻電流量程拔至“104”檔,電壓量程調(diào)至10V后關(guān)閉電源

    每測量一次均應(yīng)將量程開關(guān)撥回到104“調(diào)零”檔的量程位置以免開機或測量端短路時而損壞儀器。6.8測量電流及1015Ω以上超高電阻的測量應(yīng)用測量電流后用歐姆定律以電壓除以電流計算電阻的方法,詳見8.5節(jié)內(nèi)容。

8體積電阻和表面電阻轉(zhuǎn)換

在測試過程中,使用屏蔽箱在進行體積電阻和表面電阻轉(zhuǎn)換時,必須把電源關(guān)閉后進行檔位轉(zhuǎn)換,否則會導致電壓沖擊到主機無法顯示或損壞。

體積電阻

在測試以前應(yīng)使試樣具有電介質(zhì)穩(wěn)定狀態(tài)。為此,通過測量裝置將試樣的測量電極1和3短路 (圖la)),逐步增加電流測量裝置的靈敏度到符合要求,同時觀察短路電流的變化,如此繼續(xù)到短路電 流達到相當恒定的值為止,此值應(yīng)小于電化電流的穩(wěn)定值,或者小于電化100min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)到需要的時間。當短路電流Io變得基本恒 定時(可能需要幾小時),記下Io的值和方向。

然后加上規(guī)定的直流電壓井同時開始記時。除非另有規(guī)定,在如下每個電化時間作一次測量:1 min、2min、5min、10min、50min、100min。如果連續(xù)兩次測量得出同樣的結(jié)果,責可以結(jié)束試驗并用這個電流值來計算體積電阻。記錄次觀察到相同測量結(jié)果時的電化時間。如果在100min內(nèi)不 能達到穩(wěn)定狀態(tài),則記錄體積電阻與電化時間的函數(shù)關(guān)系。

作為驗收試驗,按照有關(guān)規(guī)范的規(guī)定,使用一個固定的電化時間如lmin后的電流值來計算體積電阻率。

殘余電荷:試樣在加工和測試等過程中,可能產(chǎn)生靜電,電阻越高越容易產(chǎn)生靜電,影響測量的準確性。因此,在測量時,試樣要徹底放電,即可將幾個電極連在一起進行短路。

報告

報告應(yīng)至少包括下述情況:

a)電阻率測試儀(電阻率測定儀)關(guān)于材料的說明和標志(名稱、等級、顏色、制造商等);

b)電阻率測試儀(電阻率測定儀)試樣的形狀和尺寸;

c)電阻率測試儀(電阻率測定儀)電極和保護裝置的形式、材料和尺寸;

d)電阻率測試儀(電阻率測定儀)試樣的處理(清潔、預干燥、處理時間、濕度和溫度)等;

e)電阻率測試儀(電阻率測定儀)試驗條件(試樣溫度、相對由度);

f)電阻率測試儀(電阻率測定儀)測量方法;

g)電阻率測試儀(電阻率測定儀)施加電壓;

h)電阻率測試儀(電阻率測定儀)體和、電阻率(需要時);

注1:當規(guī)定了一個固定的電化時間時,注明此時間,給出個別值,并報告中值作為體積電阻率。

注2: 當在不同的電化時間后測試時,應(yīng)按如下要求報告:

當在相同的電化時間里試樣達到一個穩(wěn)定狀態(tài)肘,給出個別值,并報告中值作為體積電阻率。在這個電化時間里有某些試樣不能達到穩(wěn)定狀態(tài),則報告不能達到穩(wěn)定狀態(tài)的試樣數(shù),并分別地給出它們的結(jié)果。當測試結(jié)果取決于電化時間時,則報告它們之間的關(guān)系,例如.以圖的形式或給出在電化Imin、10min和100min后的體積電阻率的中值。

i)表面電阻率(需要時):

給出電化時間為1 min的個別值,并報告其中值作為表面電阻率。

影響電阻率的外界因素

電阻率不僅與材料種類有關(guān),而且還與溫度、壓力和磁場等外界因素有關(guān)。金屬材料在溫度不高時,ρ與溫度t(℃)的關(guān)系是ρt=ρ0(1 at),式中ρt與ρ0分別是t℃和0℃時的電阻率;α是電阻率的溫度系數(shù),與材料有關(guān)。錳銅的α約為1?10-1/℃(其數(shù)值極小),用其制成的電阻器的電阻值在常溫范圍下隨溫度變化極小,適合于作標準電阻。已知材料的ρ值隨溫度而變化的規(guī)律后,可制成電阻式溫度計來測量溫度。半導體材料的α一般是負值且有較大的量值。制成的電阻式溫度計具有較高的靈敏度。有些金屬(如Nb和Pb)或它們的化合物,當溫度降到幾K或十幾K(絕對溫度)時,ρ突然減少到接近零,出現(xiàn)超導現(xiàn)象,超導材料有廣泛的應(yīng)用前景。利用材料的ρ隨磁場或所受應(yīng)力而改變的性質(zhì),可制成磁敏電阻或電阻應(yīng)變片,分別被用來測量磁場或物體所受到的機械應(yīng)力,在工程上獲得廣泛應(yīng)用。

說明

1.電阻率ρ不僅和導體的材料有關(guān),還和導體的溫度有關(guān)。在溫度變化不大的范圍內(nèi):幾乎所有金屬的電阻率隨溫度作線性變化,即ρ=ρo(1 at)。式中t是攝氏溫度,ρo是O℃時的電阻率,a是電阻率溫度系數(shù)。

2.由于電阻率隨溫度改變而改變,所以對于某些電器的電阻,必須說明它們所處的物理狀態(tài)。如一個220 V -100 W電燈燈絲的電阻,通電時是484歐姆,未通電時只有40歐姆左右。

3.電阻率和電阻是兩個不同的概念。電阻率是反映物質(zhì)對電流阻礙作用的屬性,電阻是反映物體對電流阻礙作用的能力大小。

4.超導體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失,被稱作零電阻效應(yīng)。導體沒有了電阻。

 

金屬的電阻率較小,合金的電阻率較大,非金屬和一些金屬氧化物更大,而絕緣體的電阻率極大。鍺、硅、硒、氧化銅、硼等的電阻率比絕緣體小而比金屬大,我們把這類材料叫做半導體(semiconductors)。

總結(jié):常態(tài)下(由表可知)導電性能好的依次是銀、銅、鋁,這三種材料是常用的,常被用來作為導線等。銀的價格偏貴,因此銅用的為廣,幾乎所有應(yīng)用的導線都是銅制作的(精密儀器、特殊場合除外)。鋁線由于化學性質(zhì)不穩(wěn)定容易氧化已被淘汰。由于鋁密度小,取材廣泛,且價格比銅便宜,被廣泛用于電力系統(tǒng)中傳輸電力的架空輸電線路。為解決鋁材剛性不足缺陷,一般采用鋼芯鋁絞線,即鋁絞線內(nèi)部包有一根鋼線,以提高強度。銀導電性能好,但由于成本高很少被采用,只有在高要求場合才被使用,如精密儀器、高頻震蕩器、航天等。在某些場合儀器上觸點也有用金的,因為金的化學性質(zhì)穩(wěn)定,并不是因為其電阻率小所致。

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