條件處理和測(cè)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(yù)處理?xiàng)l件取決于被測(cè)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(yàn)前和試驗(yàn)時(shí)采用的標(biāo)準(zhǔn)條件》中規(guī)定的預(yù)處理方法。可使用甘油—水溶液潮濕箱進(jìn)行濕度預(yù)處理。測(cè)試條件應(yīng)與預(yù)處理?xiàng)l件盡可能地一致,有些時(shí)候(如浸水處理)不能保持預(yù)處理?xiàng)l件和測(cè)試條件一致時(shí),則應(yīng)在從預(yù)處理環(huán)境中取出后在盡可能短時(shí)間內(nèi)完成測(cè)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(dǎo)體(semiconductors)。
總結(jié):常態(tài)下(由表可知)導(dǎo)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(dǎo)線等。銀的價(jià)格偏貴,因此銅用的為廣,幾乎所有應(yīng)用的導(dǎo)線都是銅制作的(精密儀器、特殊場(chǎng)合除外)。鋁線由于化學(xué)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(jià)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(qiáng)度。銀導(dǎo)電性能好,但由于成本高很少被采用,只有在高要求場(chǎng)合才被使用,如精密儀器、高頻震蕩器、航天等。在某些場(chǎng)合儀器上觸點(diǎn)也有用金的,因?yàn)榻鸬幕瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,并不是因?yàn)槠潆娮杪市∷隆?/p>
報(bào)告
報(bào)告應(yīng)至少包括下述情況:
a)電阻率測(cè)試儀(電阻率測(cè)定儀)關(guān)于材料的說明和標(biāo)志(名稱、等級(jí)、顏色、制造商等);
b)電阻率測(cè)試儀(電阻率測(cè)定儀)試樣的形狀和尺寸;
c)電阻率測(cè)試儀(電阻率測(cè)定儀)電極和保護(hù)裝置的形式、材料和尺寸;
d)電阻率測(cè)試儀(電阻率測(cè)定儀)試樣的處理(清潔、預(yù)干燥、處理時(shí)間、濕度和溫度)等;
e)電阻率測(cè)試儀(電阻率測(cè)定儀)試驗(yàn)條件(試樣溫度、相對(duì)由度);
f)電阻率測(cè)試儀(電阻率測(cè)定儀)測(cè)量方法;
g)電阻率測(cè)試儀(電阻率測(cè)定儀)施加電壓;
h)電阻率測(cè)試儀(電阻率測(cè)定儀)體和、電阻率(需要時(shí));
注1:當(dāng)規(guī)定了一個(gè)固定的電化時(shí)間時(shí),注明此時(shí)間,給出個(gè)別值,并報(bào)告中值作為體積電阻率。
注2: 當(dāng)在不同的電化時(shí)間后測(cè)試時(shí),應(yīng)按如下要求報(bào)告:
當(dāng)在相同的電化時(shí)間里試樣達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)肘,給出個(gè)別值,并報(bào)告中值作為體積電阻率。在這個(gè)電化時(shí)間里有某些試樣不能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),則報(bào)告不能達(dá)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(dāng)測(cè)試結(jié)果取決于電化時(shí)間時(shí),則報(bào)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(shí)):
給出電化時(shí)間為1 min的個(gè)別值,并報(bào)告其中值作為表面電阻率。
標(biāo)準(zhǔn)配置:
1、測(cè)試儀器 1臺(tái)
2、.電源線 1條
3、測(cè)試電極 1套
4、使用說明書 1份
5、測(cè)試主機(jī) 1臺(tái)
6、出廠測(cè)試報(bào)告 1份
7、上位機(jī)連接線 1條
8、屏蔽箱 1個(gè)
9、測(cè)試夾 1套
10、232數(shù)據(jù)串口組件1套
典型應(yīng)用
1測(cè)量防靜電鞋、導(dǎo)電鞋的電阻值
按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4386-84《防靜電膠底鞋(靴)、導(dǎo)電膠底鞋(靴)電阻值測(cè)量方法》防靜電鞋的電阻值必須為0.5.?105Ω1.0?108Ω范圍內(nèi),導(dǎo)電鞋的電阻值必須不大于1.5X105歐姆.不僅制造廠在出廠時(shí)必須按這一標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn),合格后才能出廠,在工廠使用過程中也必須按這一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定期檢驗(yàn),合格后才能穿用。
制造廠測(cè)量新鞋的電阻值時(shí),應(yīng)將硫化后有新鞋放置24小時(shí)以上,然后在測(cè)量所要求的溫度、濕度環(huán)境中放置2小時(shí)以后才能進(jìn)行測(cè)量。使用單位在定期檢測(cè)時(shí)應(yīng)將鞋洗干凈,其溫濕度的要求及放置時(shí)間同上。測(cè)量環(huán)境要求為:溫度:10℃ ~40℃相對(duì)濕度為40%~70%。 由于HEST121型數(shù)字表面、體積電阻率測(cè)定儀是內(nèi)部同時(shí)測(cè)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(jì)算電阻值。
通常測(cè)試防靜電鞋只用106、107、108Ω檔,測(cè)試完畢將開關(guān)撥回104檔。
根據(jù)上述測(cè)試的結(jié)果,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來確定被測(cè)鞋是否合格或能否穿用。
2.測(cè)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(nèi),其測(cè)量電極可采用三電極或二電極,其具體測(cè)量方法可參照有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)或有關(guān)資料。
3.測(cè)量計(jì)算機(jī)房用活動(dòng)地板的系統(tǒng)電阻值
按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB6650-86《計(jì)算機(jī)房用活動(dòng)地板技術(shù)條件》。采用該標(biāo)準(zhǔn)的電極(也可用三電極中的主電極)測(cè)量。
4.測(cè)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(cè)量時(shí)應(yīng)采取屏蔽措施,以免讀數(shù)不穩(wěn)甚至無法測(cè)量。測(cè)量時(shí)可采用三電極。具體方法可參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1410。
5.測(cè)量電流及1014Ω以上超高電阻的測(cè)量
當(dāng)測(cè)量超過1014Ω以上的超高電阻時(shí),可以通過測(cè)量電流的方法,然后用歐姆
定律求出超高電阻值。測(cè)量電流與測(cè)量電阻的方法基本相同,
例如:電流表頭顯示讀數(shù)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(jì)算出電阻值。利用測(cè)量電流的方法可測(cè)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(fā)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(dāng)導(dǎo)體材料溫度升高時(shí)材料的電阻率會(huì)增大(有些材料則表現(xiàn)為減小),因此利用電阻的這種特性可以制作溫度測(cè)量計(jì)(不知道你看見過沒,插一根“鐵絲”就能測(cè)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(huì)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(diǎn)作用可以方便的設(shè)計(jì)光控電路以及光的測(cè)量和光電轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。
電導(dǎo)率與電阻的關(guān)系
電阻率的倒數(shù)就是電導(dǎo)率,它們之間的關(guān)系成倒數(shù)關(guān)系。
電阻率:
用來表示各種物質(zhì)電阻特性的物理量。某種材料制成的長(zhǎng)1米、橫截面積是1平方毫米的導(dǎo)線的電阻,叫做這種材料的電阻率。國(guó)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(dǎo)率:
物理學(xué)概念,也可以稱為導(dǎo)電率。在介質(zhì)中該量與電場(chǎng)強(qiáng)度E之積等于傳導(dǎo)電流密度J。對(duì)于各向同性介質(zhì),電導(dǎo)率是標(biāo)量;對(duì)于各向異性介質(zhì),電導(dǎo)率是張量。生態(tài)學(xué)中,電導(dǎo)率是以數(shù)字表示的溶液傳導(dǎo)電流的能力。單位以西門子每米(S/m)表示。
技術(shù)指標(biāo)
1、電阻測(cè)量范圍:1?104Ω ~1?1018Ω。
2、電流測(cè)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(nèi)置測(cè)試電壓:10V、50V、100V、250、500、1000V
5、基本準(zhǔn)確度:1% (*注)
6、使用環(huán)境: 溫度:0℃~40℃,相對(duì)濕度<80%
7、機(jī)內(nèi)測(cè)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(zhì)量: 約2.5KG
重要性和用途:
1絕緣材料用于電子系統(tǒng)彼此和與地面之間隔離,該材料能提供零部件的機(jī)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(jī)械、化學(xué)和耐熱性能一致。因?yàn)榻^緣電阻或電導(dǎo)組合了體積和表面電阻或電導(dǎo),當(dāng)實(shí)際使用時(shí),要求試驗(yàn)樣本和電極具有相同的形式,此時(shí)的測(cè)量值是非常有用的。表面電阻或電導(dǎo)隨著濕度發(fā)生快速變化,然而體積電阻或電導(dǎo)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(dǎo)可用于間接預(yù)測(cè)某些材料的低頻率電介質(zhì)擊穿和損耗因數(shù)性能。電阻或電導(dǎo)通常作為濕度含量,固化程度,機(jī)械連續(xù)性或不同類型老化的間接測(cè)量方式。這些間接測(cè)量的效用取決于通過理論或經(jīng)驗(yàn)研究確立的相關(guān)度。表面電阻的降低可導(dǎo)致因?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度降低而發(fā)生電介質(zhì)擊穿電壓的增加,或者由于應(yīng)力面積的增加而發(fā)生電介質(zhì)擊穿電壓的降低。
3所有的電介質(zhì)電阻或電導(dǎo)都取決于電化時(shí)間長(zhǎng)短和施加的電壓值(除了普通的環(huán)境變量之外)。這些因素必須已知,同時(shí)報(bào)告,以使得電阻或電導(dǎo)測(cè)量值有意義。在電絕緣材料工業(yè)中,形容詞“表觀”通常適用于在任意選擇電化時(shí)間條件下獲得的電阻值。見X1.4。
4體積電阻或電導(dǎo)可通過在特定應(yīng)用場(chǎng)合設(shè)計(jì)某個(gè)絕緣體使用的電阻和尺寸數(shù)據(jù)計(jì)算得出。研究已經(jīng)表明電阻或電導(dǎo)隨著溫度和濕度的變化而變化(1,2,3,4)4,同時(shí)在設(shè)計(jì)工作條件時(shí),必須已知這種變化。體積電阻或電導(dǎo)測(cè)量值通常用于檢查絕緣材料的均勻性,或者對(duì)于加工,可探測(cè)影響材料質(zhì)量的導(dǎo)電雜質(zhì),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(shí),樣本在普通實(shí)驗(yàn)室條件測(cè)試獲得的數(shù)值計(jì)算得出體積電阻,如果結(jié)果確實(shí)可疑,則應(yīng)考慮通常使用的測(cè)量設(shè)備的局限性。
6表面電阻或電導(dǎo)不能精確測(cè)量,只能近似測(cè)量,因?yàn)轶w積電阻或電導(dǎo)總是受到測(cè)量方法的影響。測(cè)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(dāng)包括污染,但是在通常常識(shí)下判斷不是電絕緣材料的材料性能時(shí),此時(shí)表面電阻或電導(dǎo)可視為與材料性能相關(guān)。
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(dǎo)體(semiconductors)。
總結(jié):常態(tài)下(由表可知)導(dǎo)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(dǎo)線等。銀的價(jià)格偏貴,因此銅用的為廣,幾乎所有應(yīng)用的導(dǎo)線都是銅制作的(精密儀器、特殊場(chǎng)合除外)。鋁線由于化學(xué)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(jià)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(qiáng)度。銀導(dǎo)電性能好,但由于成本高很少被采用,只有在高要求場(chǎng)合才被使用,如精密儀器、高頻震蕩器、航天等。在某些場(chǎng)合儀器上觸點(diǎn)也有用金的,因?yàn)榻鸬幕瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,并不是因?yàn)槠潆娮杪市∷隆?/p>
應(yīng)用
電阻率較低的物質(zhì)被稱為導(dǎo)體,常見導(dǎo)體主要為金屬,而自然界中導(dǎo)電性佳的是銀,其次為半導(dǎo)體,硅鍺。當(dāng)存在外電場(chǎng)時(shí),金屬的自由電子在運(yùn)動(dòng)中不斷和晶格節(jié)點(diǎn)上做熱振子的正離子相碰撞,使電子運(yùn)動(dòng)受到阻礙,因而就具有了一定的電阻。其他不易導(dǎo)電的物質(zhì)如玻璃、橡膠等,電阻率較高,一般稱為絕緣體。介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)(如硅)則稱半導(dǎo)體。電阻率的科學(xué)符號(hào)為 ρ(Rho)。 已知物體的電阻,可由電阻率ρ、長(zhǎng)度l與截面面積A計(jì)算:ρ=RA/I,在該式中, 電阻R單位為歐姆,長(zhǎng)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(cè)試
測(cè)量時(shí)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(dāng)被測(cè)電阻大于儀器測(cè)量量程時(shí),電阻表顯示“1”,此時(shí)應(yīng)繼續(xù)將儀器撥到量程更高的位置,當(dāng)測(cè)量?jī)x器有顯示值時(shí)應(yīng)停下,當(dāng)前的數(shù)字乘以檔次即是被測(cè)電阻值。當(dāng)有顯示數(shù)字時(shí)不要再往更高次檔撥,否測(cè)儀器會(huì)過量程,機(jī)內(nèi)保護(hù)電路開始工作,儀器測(cè)量準(zhǔn)確度會(huì)下降。
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
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(chǎng)等外界因素有關(guān)。金屬材料在溫度不高時(shí),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(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)來測(cè)量溫度。半導(dǎo)體材料的α一般是負(fù)值且有較大的量值。制成的電阻式溫度計(jì)具有較高的靈敏度。有些金屬(如Nb和Pb)或它們的化合物,當(dāng)溫度降到幾K或十幾K(絕對(duì)溫度)時(shí),ρ突然減少到接近零,出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象,超導(dǎo)材料有廣泛的應(yīng)用前景。利用材料的ρ隨磁場(chǎng)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(cè)量磁場(chǎng)或物體所受到的機(jī)械應(yīng)力,在工程上獲得廣泛應(yīng)用。
北廣電性能產(chǎn)品:
體積表面積電阻率測(cè)試儀、電壓擊穿試驗(yàn)儀、介電強(qiáng)度試驗(yàn)儀,耐電壓擊穿試驗(yàn)儀,介電常數(shù)與介質(zhì)損耗測(cè)試儀、耐電弧測(cè)試儀、漏電起痕試驗(yàn)機(jī)。
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