测定表面电阻率测定仪 试验程序
试样按本标准第7章、第8章、第9章、第10章进行准备。
测量试样及电极的尺寸、表面间隙的宽度g(两电极之间距离),}lj士1%。然而,如有必要,对薄试样可在有关的规范中规定不同的度。
为测定体积电阻率,应按照有关的规范测量每个试样的平均厚度,其厚度测量点应均匀地分布在由被保护电极所覆盖的整个面积上。
注:对于薄试样无论如何在加上电极前测量厚度。
一般说来,应与条件处理时相同的湿度(漫在液体中的条件处理除外)和温度下测试电阻。但有时也可在停止条件处理后的规定时间内进行测量。
测定表面电阻率测定仪 体积电阻率
为测定体积电阻率,试样的形状不限,只要能允许使用第三电极来抵消表面效应引起的误差即可。对于表面泄漏可忽略不计的试样,测量体积电阻时可去掉保护,只要己证明去掉保护对结果的影响可忽略不计。
在被保护电极与保护电极之间的试样表面上的间隙要有均匀的宽度,并且在表面泄漏不致于引起测量误差的条件下间隙应尽可能的窄。lmm的间隙通常为切实可行的 小间隙。
图2及图3给出了三电极装置的例子。在测量体积电阻时,电极1是被保护电极,电极2为保护电 极,电极3为不保护电极。被保护电极的直径d1(图2)或长度l1(图3)应至少为试样厚度h的10倍,通 常至少为25mm。不保护电极的直径d4(或长度[4)和保护电极的外直径d3(或保护电极两外边缘之间 的长度[3)应该等于保护电极的内径d2(或保护电极两内边缘之间的长度lz)加上至少2倍的试样厚度。
温度影响
温度对不同物质的电阻值均有不同的影晌。
导电体在接近室温的温度,良导体的电阻值,通常与温度成线性关系:
ρ=ρ0(1 αt)
上式中的a称为电阻的温度系数。
未经掺杂的半导体的电阻随温度升高而下降:
有掺杂的半导体变化较为复杂。当温度从绝对零度上升,半导体的电阻先是减少,到了绝大部分的带电粒子(电子或电洞/空穴) 离开了它们的载体后,电阻会因带电粒子的活动力下降而随温度稍为上升。当温度升得更高,半导体会产生新的载体 (和未经掺杂的半导体一样) ,原有的载体 (因渗杂而产生者) 重要性下降,于是电阻会再度下降。
绝缘体和电解质绝缘体和电解质的电阻与温度的关系一般不成比例,而且不同物质有不同的变化,故不在此列出概括性的算式。
绝缘材料的电阻率一般都很高,也就是传导电流很小。如果不注意外界因素的干扰和漏电流的影响,测量结果就会发生很大的误差。同时绝缘材料本身的吸湿性和环境条件的变化对测量结果也有很大影响。
由于体积电阻总是要被或多或少地包括到表面电阻的测试中去,因此只能近似地测量表面电阻,测得的表面电阻值主要反映被测试样表面污染的程度。所以,表面电阻率不是表征材料本身特性的参数,而是一个有关材料表面污染特性的参数。当表面电阻较高时,它常随时间以不规则的方式变化。测量表面电阻通常都规定1min的电化时间。
残余电荷:试样在加工和测试等过程中,可能产生静电,电阻越高越容易产生静电,影响测量的准确性。因此,在测量时,试样要彻底放电,即可将几个电极连在一起进行短路。
电阻定律
导体的电阻R跟它的长度L、电阻率ρ成正比,跟它的横截面积S成反比,这个规律就叫电阻定律(law of resistance),公式为R=ρL/S。其中ρ:制成电阻的材料的电阻率,L:绕制成电阻的导线长度,S:绕制成电阻的导线横截面积,R:电阻值。
公式:R=ρL/S,R=U/I
ρ——制成电阻的材料电阻率,国际单位制为欧姆?米(Ω ? m);
L——绕制成电阻的导线长度,国际单位制为米(m);
S——绕制成电阻的导线横截面积,国际单位制为平方米(m2) ;
R——电阻值,国际单位制为欧姆,简称欧(Ω);
U——电压值,国际单位制为伏特,简称伏(v);
I——电流值,国际单位制为安培,简称安(A)。
其中:
ρ叫电阻率:某种材料制成的长1米、横截面积是1平方毫米的导线的电阻,叫做这种材料的电阻率。是描述材料性质的物理量。国际单位制中,电阻率的单位是欧姆?米,常用单位是欧姆?平方毫米/米。与导体长度L,横截面积S无关,只与物体的材料和温度有关,有些材料的电阻率随着温度的升高而增大,有些反之。
条件处理和测试条件的规定:固体绝缘材料的电阻随温度、湿度的增加而下降。试样的预处理条件取决于被测材料,这些条件在材料规范中规定。推荐使用GB10580《固体绝缘材料在试验前和试验时采用的标准条件》中规定的预处理方法。可使用甘油—水溶液潮湿箱进行湿度预处理。测试条件应与预处理条件尽可能地一致,有些时候(如浸水处理)不能保持预处理条件和测试条件一致时,则应在从预处理环境中取出后在尽可能短时间内完成测试,一般不超过5分钟。
范围:
1本试验方法包含直流绝缘电阻,体积电阻和表面电阻的测量所用直流程序。通过该测量及样本和电极的几何尺寸,可以计算出电绝缘材料的体积电阻和表面电阻,同时还可以计算出相应的电导和电导率。
2这些试验方法不适用于测量中等导电材料的电阻/电导。这些材料评估可采用试验方法D4496。
3本标准描述了几种可选择的测量电阻(或电导)的普通备用方法。特殊材料科采用合适的标准ASTM试验方法进行测试,这些特殊材料具有电压应力范围和有限起电时间,同时规定了样本结构和电极几何形状。这些个别特殊试验方法将能更好得定义测量值的精度和偏差。
4本标准并没有完全列举所有的安全声明,如果有必要,根据实际使用情况进行斟酌。使用本规范前,使用者有责任制定符合安全和健康要求的条例和规范,并明确该规范的使用范围。
电阻率的计算公式为:
ρL
R= —
S
ρ为电阻率——常用单位Ω?mm2/m
S为横截面积——常用单位㎡
R为电阻值——常用单位Ω
L为导线的长度——常用单位m
温度影响
温度对不同物质的电阻值均有不同的影晌。
导电体在接近室温的温度,良导体的电阻值,通常与温度成线性关系:
ρ=ρ0(1 αt)
上式中的a称为电阻的温度系数。
未经掺杂的半导体的电阻随温度升高而下降:
有掺杂的半导体变化较为复杂。当温度从绝对零度上升,半导体的电阻先是减少,到了绝大部分的带电粒子(电子或电洞/空穴) 离开了它们的载体后,电阻会因带电粒子的活动力下降而随温度稍为上升。当温度升得更高,半导体会产生新的载体 (和未经掺杂的半导体一样) ,原有的载体 (因渗杂而产生者) 重要性下降,于是电阻会再度下降。
绝缘体和电解质绝缘体和电解质的电阻与温度的关系一般不成比例,而且不同物质有不同的变化,故不在此列出概括性的算式。
为什么测量一些物体的电流时用不同的量程也会出现测出结果相差较大?
这是因为一般物体输出的电流不是恒定流,而仪器有一定内阻,若在仪器上所选量程的内阻过大以至于在仪器上的电压降影响被测物体的输出电流时会造成测量误差。一般电流越小的量程内阻越高,所以在测量电流时应选用电流大的量程。在实际使用时即只要电流表有读数时,读数位数少的小的比读数位数多的准确度高。
为什么测量完毕要将电压量程开关再拨到10V档后关闭电源?
这是因为机内的电容器充有很高的电压(zui高电压达1200V以上),这些电容器的所带的电能保持较长的时间,如果将电压量程开关再拨到10V档后关闭电源,则会将机内的高压电容器很快放电,不会在测量的高压端留有很危险的电压造成电击。如果仅拨电源线而不是将电压调至10V档,虽然断了电源,但机内高压电容器还有会因长时间保持很高的电压,将会对人员或其它物体造成电击或损坏。在仪器有问题时也不要随便打开机箱因机内高压造成电击,要将仪器找专业技术人员或寄回厂家修理。
表面电阻或电导不能精确测量,只能近似测量,因为体积电阻或电导总是受到测量方法的影响。测量值还受到表面污染的影响。表面污染及其积聚速度受到许多因素的影响,包括静电充电和界面张力。这些因素反过来可以影响表面电阻。当包括污染,但是在通常常识下判断不是电绝缘材料的材料性能时,此时表面电阻或电导可视为与材料性能相关。
电阻的作用:
电阻在电路中的作用:利用著名的欧姆定律可以利用电阻控制电路中的电压、电流。
电阻的主要物理特征就是可以变电能为热能,因此热水器中的发热元件、电灯泡、电烫斗就是利用了电阻的作用制成的。另外电阻有怕热的特性,当导体材料温度升高时材料的电阻率会增大(有些材料则表现为减小),因此利用电阻的这种特性可以制作温度测量计(不知道你看见过没,插一根“铁丝”就能测量温度的方法就是利用了这种电阻材料作用的)。
另外一些材料的电阻还会受到光线照射的印象,而利用这样的材料可以制成光敏电阻,利用这点作用可以方便的设计光控电路以及光的测量和光电转换等领域。
温度影响
温度对不同物质的电阻值均有不同的影晌。
导电体在接近室温的温度,良导体的电阻值,通常与温度成线性关系:
ρ=ρ0(1 αt)
上式中的a称为电阻的温度系数。
未经掺杂的半导体的电阻随温度升高而下降:
有掺杂的半导体变化较为复杂。当温度从绝对零度上升,半导体的电阻先是减少,到了绝大部分的带电粒子(电子或电洞/空穴) 离开了它们的载体后,电阻会因带电粒子的活动力下降而随温度稍为上升。当温度升得更高,半导体会产生新的载体 (和未经掺杂的半导体一样) ,原有的载体 (因渗杂而产生者) 重要性下降,于是电阻会再度下降。
绝缘体和电解质绝缘体和电解质的电阻与温度的关系一般不成比例,而且不同物质有不同的变化,故不在此列出概括性的算式。
体积电阻率和表面电阻率测试仪仪器其它可选配件:注:本仪器配不同的测量电极(夹具)可以测量不同材料不(固体、粉体或液体)的体积电阻率和表面电阻率或电导率,完全符合或优于国家标准GB1410-89固体电工绝缘材料绝缘电阻、体积电阻系数和表面电阻试验方法,ASTM D257绝缘材料的直流电阻或电导试验方法 等标准要求。
测试步骤:
1、测试温度23?2℃,相对湿度65?5%,无外界电磁场干扰环境中进行。
2、测试时对试样所加电压为100V~500V的直流电压,选择电压档次。
3、将试样倒入高压电极内,使液面刚好和环电极下缘全部接触为止。
4、将充分放电后的试样和电极,按固体(液体)体积及表面电阻率测试仪要求接线。
外电极(高压电极)接高固体(液体)体积及表面电阻率测试仪的高压输出端。
内电极(测量电极)接固体(液体)体积及表面电阻率测试仪的测量端。
中电极(环电极)接固体(液体)体积及表面电阻率测试仪的接地端。
5、仪器预热30分钟,稳定后调整仪器(调零),加上试验1分钟,读取电阻指示值,然后放电1分钟,再测试一次,以二次的算术平均值作为试验样品电阻指示值。
应满足下例要求:
1、测试电压范围应包括:100V~500V
2、测量范围应包括:1?106Ω~1?1017Ω
3、阻值大于1012Ω时,测量误差应小于?20%,阻值不大于1012Ω时,测量误差应小于?10%。
4、输入接线的绝缘电阻应大于仪器输入电阻的100倍。
5、测试时试样及测量导线应有良好。
6、仪器应定期进行校验。
测量指标
1、电阻测量范围:1?104Ω~1?1018Ω。
2、电流测量范围:2?10-4A~1?10-16A
3、显 示 方 式:数字液晶显示
4、内置测试电压:10V、50V、100V、250V、500V、1000V(任意切换)
5、基本准确度:1% (*注)
6、使用环境: 温度:0℃~40℃,相对湿度<80%
7、供电形式:AC 220V,50HZ,功耗约5W
8、仪器尺寸:285mm? 245mm? 120 mm
9、质量: 约5KG
10、体积小、重量轻、准确度高,电阻、电流双显示,性能好稳定、读数方便
主要标准:
GB/T 1410-2006《 固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》
ASTM D257-99 《绝缘材料的直流电阻或电导试验方法》
GB/T 2439-2001《硫化橡胶或热塑性橡胶 导电性能和耗散性能电阻率的测定》
GB/T 10581-2006《绝缘材料在高温下电阻和电阻率的试验方法》
GB/T 1692-2008《硫化橡胶绝缘电阻率的测定》
GB/T 12703.4-2010《纺织品 静电性能的评定 第4部分:电阻率》
GB/T 10064-2006《测定固体绝缘材料绝缘电阻的试验方法》
杂散电势的消除:在绝缘电阻测量电路中,可能存在某些杂散电势,如热电势、电解电势、接触电势等,其中影响最大的为电解电势。用高阻计测量表面潮湿的试样的体积电阻时,测量极与保护极间可产生20mv的电势。试验前应检查有无杂散电势。可根据试样加压前后高阻计的二次指示是否相同来判断有无杂散电势。如相同,证明无杂散电势;否则应当寻找并排除产生杂散电势的根源,才能进行测量。
典型应用
1.硫化橡胶体积、表面电阻率测定
2.测量防静电鞋、导电鞋的电阻值
3.测量防静电材料的电阻及电阻率
4.测量计算机房用活动地板的系统电阻值
5.测量绝缘材料电阻(率)
6.光电二极管暗电流测量
7.物理,光学和材料研究
8.高分子材料表面体积电阻率测定
设备维修服务:
我公司产品自用户现场调试验收合格后1年内免费保修,终身维护。在1年免费保修期内产品发生非人为质量问题,我公司为客户提供免费维修。如产品在免费保修期外出现故障,维修服务只适当收取材料成本费。
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