粉體固體表面電阻率測量儀 本儀器具有精度高、顯示迅速、穩定性好、讀數方便,適用于防靜電產品 如防靜電鞋、防靜電塑料橡膠制品、計算機房防樹脂云母體積表面電阻率測試儀靜電活動地板等電阻值的檢驗以及絕緣材料和電子電器產品的絕緣電阻測量。本儀器除能測電阻外,還能直接測量電流如電子器件暗電流等
粉體固體表面電阻率測量儀 試樣處置
電極之間或測量電極與大地之間的雜散電流對于測試儀器的讀數沒有明顯的影響這一點很重要。測試時加電極到試樣上和安放試樣時均要極為小心,以免可能產生對測試結果有不良影響的雜散電流通道。
測量表面電阻時,不要清洗表面,除非另有協議或規定。除了同二材料的另一個試樣的未被觸模過的表面可觸及被測試樣外,表面被測部分不應被任何東西觸及。
典型應用
1、測量絕緣材料電阻(率)
2、測量防靜電材料的電阻及電阻率
3、測量計算機房用活動地板的系統電阻值
4、測量防靜電鞋、導電鞋的電阻值
5、光電二極管暗電流測量
6、物理,光學和材料研究
條件處理
試樣的處理條件取決于被試材料,這些條件應在材料規范中規定。
推薦按GB/T 10580一2003進行條件處理;由各種鹽溶液所產生的相對溫度在IEC 60260中給出。
可以采用機械蒸發系統。
體積電阻率和表面電阻率都對溫度變化特別敏感。這種變化是指數式的。因此必須在規定的條件下來測量試樣的體積電阻和表面電阻。由于水分被吸收到電介質內是相對緩慢的過程,因此測定溫度對體積電阻率的影響需要延長處理期。吸收水分后通常會降低體積電阻。有些試樣可能需要處理數月才能達到平衡。
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,對薄試樣可在有關的規范中規定不同的度。
為測定體積電阻率,應按照有關的規范測量每個試樣的平均厚度,其厚度測量點應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定時間內進行測量。
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。
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。
液體電極
使用液體電極往往能得到滿意的結果。構成上電極的液體應被框住,例如用不銹鋼環來框住,每個環的下邊緣在不接觸液體的一面被斜削成銳邊。圖4給出了使用液體電極的裝置。 不推薦長期使用或 在高溫下使用水銀,因為它有毒。
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。
導電橡皮
導電橡皮可用作電極材料。它的優點是能方便快捷地放上和移開。由于只是在測定時才將電極放到試祥上,因此它不妨礙試樣的條件處理。導電橡皮應足夠柔軟,以確保其在加上適當的壓力例如2 kPa(O. 2 N/cm2)時能與試樣緊密接觸。
導電銀漆
某些高導電率的商品銀漆,無論是氣干的或低溫烘干的,是足夠疏松的、能透過溫氣,因此可在加上電極后對試樣進行條件處理。這種特點特別適合研究電阻濕氣效應以及電阻隨溫度的變化。然而,在導電漆被用作一種電極材料以前,應證實漆中的潛劑不影響試樣的電性能。用精巧的毛刷可做到使保護電極的邊緣相當光滑。但對于圓電極,可先用圓規畫出電極的輪廊,然后用刷子來涂滿內部的方法來獲得精細的邊緣。如電極漆是用噴槍噴上去的,則可采用固定模框。
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。
方法
測量高電阻常用的方法是直接法或比較法。
直接法是測量加在試樣上的直流電壓和流過它的電流(伏安法)而求得未知電阻。
比較法是確定電橋線路中試樣未知電阻與電阻器已知電阻之間的比值,或是在固定電壓下比較通過這兩種電阻的電流。
附錄A給出了描述這些原理的例子。
伏安法需要一適當精度的伏特表,但該方法的靈敏度和度主要取決于電流測量裝置的性能,該裝置可以是一個檢流計或電子放大器或靜電計。
電橋法只需要一靈敏的電流檢測器作為零點指示器,測量度主要取決于已知的橋臂電阻器,這些橋臂電阻應在寬的電阻值范圍內具有高的精密度和穩定性。
電流比較法的度取決于已知電阻器的度和電流測量裝置,包括與它相連的測量電阻器的穩定度和線性度。只要電壓是恒定的,電流的確切數值并不重要。
對于不大于1011Ω的電阻,可以按照11.1用檢流計采用伏特計一安培計法來測定其體積電阻率。 對于較高的電阻,則推薦使用直流放大器或靜電計。
在電橋法中,不可能直接測量短路試樣中的電流(見11.1)。
利用電流測量裝置的方法可以自動記錄電流,以簡化穩態測試過程(見11.1)。
現己有測量高電阻的一些專門的線路和儀器。只要它們有足夠的度和穩定度,且在需要時能使試樣短路并在電化前測量電流者,均可使用。
技術
1、使用環境: 溫度:0℃~40℃,相對濕度<80%
2、內置測試電壓:10V、50V、100V、250、500、1000V
3、供電形式:AC 220V,50HZ,功耗約5W
4、電流測量范圍為:2?10-4A~1?10-16A
5、 儀器尺寸:285mm?245mm?120 mm
6、電阻測量范圍:1?104Ω ~1?1018Ω。
7、機內測試電壓:10/50/100/250/500/1000V任意切換
8、 基本準確度:1% (*注)
說明
1.電阻率ρ不僅和導體的材料有關,還和導體的溫度有關。在溫度變化不大的范圍內: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。
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。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。導體沒有了電阻。
電導率與電阻的關系
R=ρl=l/σ
(1)定義或解釋 電阻率的倒數為電導率。σ=1/ρ(2)單位:在國際單位制中,電導率的單位是西門子/米。(3)說明 電導率的物理意義是表示物質導電的性能。電導率越大則導電性能越強,反之越小。
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。
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。
調零
在“Rx”兩端開路的情況下,調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零后測量會產生很大的誤差。一般一次調零后在測試過程中不需再調零。 完畢后關機。
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。
安全注意事項
1.使用前務必詳閱此說明書,并遵照指示步驟,依次操作。
2.請勿使用非原廠提供之附件,以免發生危險。
3.進行測試時,本儀器測量端高壓輸出端上有直流高壓輸出,嚴禁人體接觸 ,以
免觸電。
4.為避免測試棒本身絕緣泄漏造成誤差,接儀器測量端輸入的測試棒應盡可 能懸
空,不與外界物體相碰。
5. 當被測物絕緣電阻值高,且測量出現指針不穩現象時,可將儀器測量線屏蔽端夾子接上。例如:對電纜測纜芯與纜殼的絕緣時,除將被測物兩端分別接于輸入端與高壓端,再將電纜殼,芯之間的內層絕緣物接儀器“G”,以消 除因 表面漏 電而 引起的測 量誤 差。也 可用 加屏蔽 盒的 方法, 即將 被測物 置于 金屬屏 蔽盒 內,接 上測 量線。
產品特點:
本儀器具有精度高、顯示迅速、穩定性好、讀數方便,適用于防靜電產品 如防靜電鞋、防靜電塑料橡膠制品、計算機房防樹脂云母體積表面電阻率測試儀靜電活動地板等電阻值的檢驗以及絕緣材料和電子電器產品的絕緣電阻測量。本儀器除能測電阻外,還能直接測量電流如電子器件暗電流等
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。
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
電源
要求有很穩定的直流電壓源。這可用蓄電油或一個整流穩壓的電摞來提供。對電源的穩定度要求是由電壓變化導致的電流變化與被測電流相比可忽略不計。
加到整個試樣上的試驗電壓通常規定為100V、250V、500V、1000 V、2500 V、5000 V, 10000 V和15000 V。 常用的電壓是100V、500V和1000 V。
在某些情況下,試樣的電阻與施加電壓的極性有關
如果電阻是與極性有關的,則宜加以注明。取兩次電阻值的幾何平均值(對數算術平均值的反對數)作為結果。
由于試樣電阻可能與電壓有依存關系,因此應在報告中注明試驗電壓值。
表面電阻率surface resistivity
在絕緣材料的表面層里的直流電場強度與線電流密度之商,即單位面積內的表面電阻。面積的大小是不重要的。
注:表面電阻率的SI單位是0。 實際上有時也用 “歐每平方單位”來表示。
電極electrodes
電極是具有一定形狀、尺寸和結構的與被測試樣相接觸的導體。
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
標準配置:
1、儀器主機 一臺
2、屏蔽箱一個
3、試驗電極三個
4、說明書一本
5、電源線一條
6、數據線三條
7、合格證一份
8、保修卡一份
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