電場強度體積電阻率測試儀 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,施加的電壓應不超過規定的值。
電場強度體積電阻率測試儀 安全注意事項
4.1 使用前務必詳閱此說明書,并遵照指示步驟,依次操作。
4.2 請勿使用非原廠提供之附件,以免發生危險。
4.3 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。
4.4 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。
4.5 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。
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
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。
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。
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。
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
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
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。
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
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。
使用注意事項
★高阻測量一定要嚴格按使用方法步聚進行,否則有可能造成儀器永久損壞或電人。
7.1應在“Rx”兩端開路時調零(主機開機)
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,但改變測量電壓后可能要重新調零。
7.2禁止將“Rx”兩端短路,以免微電流放大器受大電流沖擊
7.3在測試過程中不要隨意改動測量電壓,
★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,而且有的材料是非線性的,即電壓與電流是不符合歐姆定律,有改變電壓時由于電流不是線性變化,所以測量的電阻也會變化。
7.4測量時從低次檔逐漸拔往高次檔
★每撥一次稍停留1~2秒以便觀察顯示數字,當有顯示值時應停下,記錄當前的數字即是被測電阻值。若顯示“1”時,表示欠量程應往高次檔拔。直到有顯示數字時為止。當有顯示數字時不能再往高次檔撥,否則有可能損壞儀器(機內有過電流保護電路)。除104Ω檔之外,當顯示低于1.99,表示過量程應換低檔!
7.5大部分絕緣材料,特別是防靜電材料的電阻值在加電壓后會有一定變化而引起數字變化
★由于本儀器的分辯率很高,因而會引起顯示值的末尾幾位數也變化,這不是儀器本身的問題,而是被測量對象的導電機理復雜而使得阻值有些變化。在這種情況下往往取2位有效數就夠了。
7.6接通電源后,手指不能觸及高壓線的金屬部分
★本儀表有二連根線:高壓線(紅)和微電流測試線。在使用時要注意高壓線,開機后人不能觸及高壓線,以免電人或麻手。
7.7測試過程中不能觸摸微電流測試端
★微電流測試端 怕受到大電流或人體感應電壓及靜電的沖擊。所以在開機后和測試過程中不能與微電流測試端接觸,以免損壞儀表。
7.8在測量高阻時,應采用屏蔽盒將被測物體屏蔽.
★在測量大于1010Ω以上時,為防止外界干擾面而引起讀數不穩。
7.9每次測量完時應將量程開關撥回“104”檔再進行下次測試
在測量時應逐漸將量程開關撥到高阻檔,測量完時應將電流電阻量程、電壓量程開關撥回低檔。以確保下次開機時量程開關處在低阻量程檔。
體積電阻volume resistance
在試樣兩相對表面上放置的兩電極間所加直流電壓與流過這兩個電極之間的穩態電流之商,不包括沿試樣表面的電流,在兩電極上可能形成的極化忽略不計
注:除非另有規定,體積電阻是在電化一分鐘后測定
儀器測量常見問題
9.1為什么在測量同一物體時用不同的電阻量程有不同的讀數?
這是因為測量電阻時為防止過電壓損壞儀器,如果出現過量程時儀器內保護電路開始工作,將測試電壓降下來以保護機內放大器。在不同的電壓下測量同一物體會有不同的結果。而且當測量電阻時若讀數小于199,既只為三位數且di一位數為1時,其準確度要下降。所以在測量電阻時當di一次讀數從1變為某一讀數時,不應再往更高的量程扭開關以防對儀器造成過大的電流沖擊。在實際使用時,即讀數位數多的比讀數位數少的準確度高。
9.2為什么測量一些物體的電流時用不同的量程也會出現測出結果相差較大?
這是因為一般物體輸出的電流不是恒定流,而儀器有一定內阻,若在儀器上所選量程的內阻過大以至于在儀器上的電壓降影響被測物體的輸出電流時會造成測量誤差。一般電流越小的量程內阻越高,所以在測量電流時應選用電流大的量程。在實際使用時即只要電流表有讀數時,讀數位數少的小的比讀數位數多的準確度高。
9.3為什么測量時儀器的讀數總是不穩?
一般的材料其導電性不是嚴格像標準電阻樣在一定的電壓下有很穩定的電流,有很多材料特別是防靜電材料其導電性不符合歐姆定律,所以在測量時其讀數不穩。
這不是儀器的問題,而是被測量物體的性能決定的。有的標準規定以測量1分鐘時間的讀數為準。通常在測量高電阻或微電流時測量準確度因重復性不好,對測量讀數只要求2位或3位。另外在測量大電阻時如果屏蔽不好也會因外界的電磁信號對儀器測量結果造成讀數不穩。
9.4為什么測量完畢時一定要將量程開關再撥到104檔后才能關電源?
這是因為在測量時被測物體及儀器輸入端都有一定的電容,這個電容在測量時已被充電到測量電時的電壓值,如果儀器不撥到104擋后關電源這個充電后的電容器會對儀器內的放大器放電而造成儀器損壞。當被測量物體電容越大,測試電壓越高時,電容器所儲藏的電能越大,更容易損壞儀器,特別是在電阻的高量程或電流的低量程時因儀器非常靈敏,儀器過載而損壞的可能性更大。所以一定要將量程開關再撥到104擋后才能關電源。
9.5為什么在測量電阻過程中不要改變對被測物的測試電壓?
在測量電阻過程中如果改變對被測物的測試電壓,無論電壓變高或變低時都將會產生大脈沖電流,這個大的電流很有可能使儀器過量程甚至更損壞儀器。另一方面如果電壓突然變化也會通過被測量物體的(分布)電容放電或反向放電對測量儀器造成沖擊而損壞儀器。有的物體的耐壓較低,當您改變測量電壓時有右能擊穿而產生大電流損壞儀器。如果要改變測量電壓,在確保被測量物體不會因電壓過高擊穿時,要先將量程開關撥到104檔后關閉電源,再從儀器后面板調整到所要求的電壓。有的材料是非線性的,即電壓與電流是不符合歐姆定律,有改變電壓時由于電流不是線性變化,所以測量的電阻也會變化。
9.6為什么測量完畢要將電壓量程開關再撥到10V檔后關閉電源?
這是因為機內的電容器充有很高的電壓(zui高電壓達1200V以上),這些電容器的所帶的電能保持較長的時間,如果將電壓量程開關再撥到10V檔后關閉電源,則會將機內的高壓電容器很快放電,不會在測量的高壓端留有很危險的電壓造成電擊。如果僅撥電源線而不是將電壓調至10V檔,雖然斷了電源,但機內高壓電容器還有會因長時間保持很高的電壓,將會對人員或其它物體造成電擊或損壞。在儀器有問題時也不要隨便打開機箱因機內高壓造成電擊,要將儀器找專業技術人員或寄回廠家修理。
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。
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