條件處理和測試條件的規定: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,這些條件在材料規范中規定。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,則應在從預處理環境中取出后在盡可能短時間內完成測試,一般不超過5分鐘。
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:常態下(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)。鋁線由于化學性質不穩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,因為金的化學性質穩定,并不是因為其電阻率小所致。
報告
報告應至少包括下述情況:
a)電阻率測試儀(電阻率測定儀)關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,應按如下要求報告:
當在相同的電化時間里試樣達到一個穩定狀態肘,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定狀態,則報告不能達到穩定狀態的試樣數,并分別地給出它們的結果。當測試結果取決于電化時間時,則報告它們之間的關系,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。
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數據串口組件1套
典型應用
1測量防靜電鞋、導電鞋的電阻值
按照國家標準GB4386-84《防靜電膠底鞋(靴)、導電膠底鞋(靴)電阻值測量方法》防靜電鞋的電阻值必須為0.5.?105Ω1.0?108Ω范圍內,導電鞋的電阻值必須不大于1.5X105歐姆.不僅制造廠在出廠時必須按這一標準檢驗,合格后才能出廠,在工廠使用過程中也必須按這一標準進行定期檢驗,合格后才能穿用。
制造廠測量新鞋的電阻值時,應將硫化后有新鞋放置24小時以上,然后在測量所要求的溫度、濕度環境中放置2小時以后才能進行測量。使用單位在定期檢測時應將鞋洗干凈,其溫濕度的要求及放置時間同上。測量環境要求為:溫度:10℃ ~40℃相對濕度為40%~70%。 由于HEST121型數字表面、體積電阻率測定儀是內部同時測量電壓和電流,且直接顯示出電阻值,所以不必另外使用電壓表和電流表以及計算電阻值。
通常測試防靜電鞋只用106、107、108Ω檔,測試完畢將開關撥回104檔。
根據上述測試的結果,根據標準來確定被測鞋是否合格或能否穿用。
2.測量防靜電材料的電阻及電阻率
一般防靜電材料的電阻值在105Ω~1010Ω左右的范圍內,其測量電極可采用三電極或二電極,其具體測量方法可參照有關的標準或有關資料。
3.測量計算機房用活動地板的系統電阻值
按照國家標準GB6650-86《計算機房用活動地板技術條件》。采用該標準的電極(也可用三電極中的主電極)測量。
4.測量絕緣材料電阻(率)
絕緣材料如塑料(聚乙稀,聚氯乙稀,尼龍等)橡膠等的電阻率很高,測量時應采取屏蔽措施,以免讀數不穩甚至無法測量。測量時可采用三電極。具體方法可參照國家標準GB1410。
5.測量電流及1014Ω以上超高電阻的測量
當測量超過1014Ω以上的超高電阻時,可以通過測量電流的方法,然后用歐姆
定律求出超高電阻值。測量電流與測量電阻的方法基本相同,
例如:電流表頭顯示讀數為1.234,量程位置處在10-8,則電流為I=1.234?10-8 A
利用歐姆定律
V
R= ---
I
可以計算出電阻值。利用測量電流的方法可測量超過1014Ω以上的超高電阻1015~1018Ω。
電阻的作用:
電阻在電路中的作用:利用著名的歐姆定律可以利用電阻控制電路中的電壓、電流。
電阻的主要物理特征就是可以變電能為熱能,因此熱水器中的發熱元件、電燈泡、電燙斗就是利用了電阻的作用制成的。另外電阻有怕熱的特性,當導體材料溫度升高時材料的電阻率會增大(有些材料則表現為減小),因此利用電阻的這種特性可以制作溫度測量計(不知道你看見過沒,插一根“鐵絲”就能測量溫度的方法就是利用了這種電阻材料作用的)。
另外一些材料的電阻還會受到光線照射的印象,而利用這樣的材料可以制成光敏電阻,利用這點作用可以方便的設計光控電路以及光的測量和光電轉換等領域。
電導率與電阻的關系
電阻率的倒數就是電導率,它們之間的關系成倒數關系。
電阻率:
用來表示各種物質電阻特性的物理量。某種材料制成的長1米、橫截面積是1平方毫米的導線的電阻,叫做這種材料的電阻率。國際單位制中,電阻率的單位是歐姆?米,常用單位是歐姆?平方毫米/米。
電導率:
物理學概念,也可以稱為導電率。在介質中該量與電場強度E之積等于傳導電流密度J。對于各向同性介質,電導率是標量;對于各向異性介質,電導率是張量。生態學中,電導率是以數字表示的溶液傳導電流的能力。單位以西門子每米(S/m)表示。
技術指標
1、電阻測量范圍:1?104Ω ~1?1018Ω。
2、電流測量范圍為:2?10-4A~1?10-16A
3、雙表頭顯示:3.1/2位LED顯示
4、內置測試電壓:10V、50V、100V、250、500、1000V
5、基本準確度:1% (*注)
6、使用環境: 溫度:0℃~40℃,相對濕度<80%
7、機內測試電壓:10/50/100/250/500/1000V任意切換
8、供電形式:AC 220V,50HZ,功耗約5W
9、儀器尺寸:285mm?245mm?120 mm
10、質量: 約2.5KG
重要性和用途:
1絕緣材料用于電子系統彼此和與地面之間隔離,該材料能提供零部件的機械支撐。由于此用途,通常要求具有盡可能高的絕緣電阻,以與可接受的機械、化學和耐熱性能一致。因為絕緣電阻或電導組合了體積和表面電阻或電導,當實際使用時,要求試驗樣本和電極具有相同的形式,此時的測量值是非常有用的。表面電阻或電導隨著濕度發生快速變化,然而體積電阻或電導則稍微變化,盡管總的變化在一些變化可能更大。
2電阻或電導可用于間接預測某些材料的低頻率電介質擊穿和損耗因數性能。電阻或電導通常作為濕度含量,固化程度,機械連續性或不同類型老化的間接測量方式。這些間接測量的效用取決于通過理論或經驗研究確立的相關度。表面電阻的降低可導致因為電場強度降低而發生電介質擊穿電壓的增加,或者由于應力面積的增加而發生電介質擊穿電壓的降低。
3所有的電介質電阻或電導都取決于電化時間長短和施加的電壓值(除了普通的環境變量之外)。這些因素必須已知,同時報告,以使得電阻或電導測量值有意義。在電絕緣材料工業中,形容詞“表觀”通常適用于在任意選擇電化時間條件下獲得的電阻值。見X1.4。
4體積電阻或電導可通過在特定應用場合設計某個絕緣體使用的電阻和尺寸數據計算得出。研究已經表明電阻或電導隨著溫度和濕度的變化而變化(1,2,3,4)4,同時在設計工作條件時,必須已知這種變化。體積電阻或電導測量值通常用于檢查絕緣材料的均勻性,或者對于加工,可探測影響材料質量的導電雜質,而這不容易通過其它方法觀察到。
5體積電阻超過1021Ω?cm(1019Ω?cm)時,樣本在普通實驗室條件測試獲得的數值計算得出體積電阻,如果結果確實可疑,則應考慮通常使用的測量設備的局限性。
6表面電阻或電導不能精確測量,只能近似測量,因為體積電阻或電導總是受到測量方法的影響。測量值還受到表面污染的影響。表面污染及其積聚速度受到許多因素的影響,包括靜電充電和界面張力。這些因素反過來可以影響表面電阻。當包括污染,但是在通常常識下判斷不是電絕緣材料的材料性能時,此時表面電阻或電導可視為與材料性能相關。
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:常態下(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)。鋁線由于化學性質不穩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,因為金的化學性質穩定,并不是因為其電阻率小所致。
應用
電阻率較低的物質被稱為導體,常見導體主要為金屬,而自然界中導電性佳的是銀,其次為半導體,硅鍺。當存在外電場時,金屬的自由電子在運動中不斷和晶格節點上做熱振子的正離子相碰撞,使電子運動受到阻礙,因而就具有了一定的電阻。其他不易導電的物質如玻璃、橡膠等,電阻率較高,一般稱為絕緣體。介于導體和絕緣體之間的物質(如硅)則稱半導體。電阻率的科學符號為 ρ(Rho)。 已知物體的電阻,可由電阻率ρ、長度l與截面面積A計算:ρ=RA/I,在該式中, 電阻R單位為歐姆,長度l單位為米,截面面積A單位為平方米,電阻率 ρ單位為歐姆?米
測試
測量時從低檔位逐漸拔往高檔,每撥一次稍停留1~2秒以使觀察顯示數字, 當被測電阻大于儀器測量量程時,電阻表顯示“1”,此時應繼續將儀器撥到量程更高的位置,當測量儀器有顯示值時應停下,當前的數字乘以檔次即是被測電阻值。當有顯示數字時不要再往更高次檔撥,否測儀器會過量程,機內保護電路開始工作,儀器測量準確度會下降。
使用說明
(一)應滿足下例要求:
1、測試電壓范圍應包括:100V~500V
2、測量范圍應包括:1?106Ω~1?1017Ω
3、阻值大于1012Ω時,測量誤差應小于?20%,阻值不大于1012Ω時,測量誤差應小于?10%。
4、輸入接線的絕緣電阻應大于儀器輸入電阻的100倍。
5、測試時試樣及測量導線應有良好。
6、儀器應定期進行校驗。
(二)準備工作:
1、取被測液體(如:增塑劑)試樣50ml。
2、試樣應在溫度23?2℃,相對濕度65?5%的條件下處理2小時以上。
(三)測試步驟:
1、測試溫度23?2℃,相對濕度65?5%,無外界電磁場干擾環境中進行。
2、測試時對試樣所加電壓為100V~500V的直流電壓,選擇電壓檔次。
3、將試樣倒入高壓電極內,使液面剛好和環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試儀的高壓輸出端。
內電極(測量電極)接固體(液體)體積及表面電阻率測試儀的測量端。
中電極(環電極)接固體(液體)體積及表面電阻率測試儀的接地端。
5、儀器預熱30分鐘,穩定后調整儀器(調零),加上試驗1分鐘,讀取電阻指示值,然后放電1分鐘,再測試一次,以二次的算術平均值作為試驗樣品電阻指示值。
(四)計算方法:
按式(1)計算體積電阻系數(pv),計算結果取二位有效數字。
(五)注意事項:
1、測定電極必須放置在高絕緣的墊板上。
2、測定電極在測試前后,均應做好清洗工作,特別是三只電極的支撐件不得受到試樣的污染
影響電阻率的外界因素
電阻率不僅與材料種類有關,而且還與溫度、壓力和磁場等外界因素有關。金屬材料在溫度不高時,ρ與溫度t(℃)的關系是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,與材料有關。錳銅的α約為1?10-1/℃(其數值極小),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,出現超導現象,超導材料有廣泛的應用前景。利用材料的ρ隨磁場或所受應力而改變的性質,可制成磁敏電阻或電阻應變片,分別被用來測量磁場或物體所受到的機械應力,在工程上獲得廣泛應用。
北廣電性能產品:
體積表面積電阻率測試儀、電壓擊穿試驗儀、介電強度試驗儀,耐電壓擊穿試驗儀,介電常數與介質損耗測試儀、耐電弧測試儀、漏電起痕試驗機。
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