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。
金属的电阻率较小,合金的电阻率较大,非金属和一些金属氧化物更大,而绝缘体的电阻率极大。锗、硅、硒、氧化铜、硼等的电阻率比绝缘体小而比金属大,我们把这类材料叫做半导体(semiconductors)。
总结:常态下(由表可知)导电性能好的依次是银、铜、铝,这三种材料是常用的,常被用来作为导线等。银的价格偏贵,因此铜用的为广,几乎所有应用的导线都是铜制作的(精密仪器、特殊场合除外)。铝线由于化学性质不稳定容易氧化已被淘汰。由于铝密度小,取材广泛,且价格比铜便宜,被广泛用于电力系统中传输电力的架空输电线路。为解决铝材刚性不足缺陷,一般采用钢芯铝绞线,即铝绞线内部包有一根钢线,以提高强度。银导电性能好,但由于成本高很少被采用,只有在高要求场合才被使用,如精密仪器、高频震荡器、航天等。在某些场合仪器上触点也有用金的,因为金的化学性质稳定,并不是因为其电阻率小所致。
报告
报告应至少包括下述情况:
a)电阻率测试仪(电阻率测定仪)关于材料的说明和标志(名称、等级、颜色、制造商等);
b)电阻率测试仪(电阻率测定仪)试样的形状和尺寸;
c)电阻率测试仪(电阻率测定仪)电极和保护装置的形式、材料和尺寸;
d)电阻率测试仪(电阻率测定仪)试样的处理(清洁、预干燥、处理时间、湿度和温度)等;
e)电阻率测试仪(电阻率测定仪)试验条件(试样温度、相对由度);
f)电阻率测试仪(电阻率测定仪)测量方法;
g)电阻率测试仪(电阻率测定仪)施加电压;
h)电阻率测试仪(电阻率测定仪)体和、电阻率(需要时);
注1:当规定了一个固定的电化时间时,注明此时间,给出个别值,并报告中值作为体积电阻率。
注2: 当在不同的电化时间后测试时,应按如下要求报告:
当在相同的电化时间里试样达到一个稳定状态肘,给出个别值,并报告中值作为体积电阻率。在这个电化时间里有某些试样不能达到稳定状态,则报告不能达到稳定状态的试样数,并分别地给出它们的结果。当测试结果取决于电化时间时,则报告它们之间的关系,例如.以图的形式或给出在电化Imin、10min和100min后的体积电阻率的中值。
i)表面电阻率(需要时):
给出电化时间为1 min的个别值,并报告其中值作为表面电阻率。
标准配置:
1、测试仪器 1台
2、.电源线 1条
3、测试电极 1套
4、使用说明书 1份
5、测试主机 1台
6、出厂测试报告 1份
7、上位机连接线 1条
8、屏蔽箱 1个
9、测试夹 1套
10、232数据串口组件1套
典型应用
1测量防静电鞋、导电鞋的电阻值
按照国家标准GB4386-84《防静电胶底鞋(靴)、导电胶底鞋(靴)电阻值测量方法》防静电鞋的电阻值必须为0.5.?105Ω1.0?108Ω范围内,导电鞋的电阻值必须不大于1.5X105欧姆.不仅制造厂在出厂时必须按这一标准检验,合格后才能出厂,在工厂使用过程中也必须按这一标准进行定期检验,合格后才能穿用。
制造厂测量新鞋的电阻值时,应将硫化后有新鞋放置24小时以上,然后在测量所要求的温度、湿度环境中放置2小时以后才能进行测量。使用单位在定期检测时应将鞋洗干净,其温湿度的要求及放置时间同上。测量环境要求为:温度:10℃ ~40℃相对湿度为40%~70%。 由于HEST121型数字表面、体积电阻率测定仪是内部同时测量电压和电流,且直接显示出电阻值,所以不必另外使用电压表和电流表以及计算电阻值。
通常测试防静电鞋只用106、107、108Ω档,测试完毕将开关拨回104档。
根据上述测试的结果,根据标准来确定被测鞋是否合格或能否穿用。
2.测量防静电材料的电阻及电阻率
一般防静电材料的电阻值在105Ω~1010Ω左右的范围内,其测量电极可采用三电极或二电极,其具体测量方法可参照有关的标准或有关资料。
3.测量计算机房用活动地板的系统电阻值
按照国家标准GB6650-86《计算机房用活动地板技术条件》。采用该标准的电极(也可用三电极中的主电极)测量。
4.测量绝缘材料电阻(率)
绝缘材料如塑料(聚乙稀,聚氯乙稀,尼龙等)橡胶等的电阻率很高,测量时应采取屏蔽措施,以免读数不稳甚至无法测量。测量时可采用三电极。具体方法可参照国家标准GB1410。
5.测量电流及1014Ω以上超高电阻的测量
当测量超过1014Ω以上的超高电阻时,可以通过测量电流的方法,然后用欧姆
定律求出超高电阻值。测量电流与测量电阻的方法基本相同,
例如:电流表头显示读数为1.234,量程位置处在10-8,则电流为I=1.234?10-8 A
利用欧姆定律
V
R= ---
I
可以计算出电阻值。利用测量电流的方法可测量超过1014Ω以上的超高电阻1015~1018Ω。
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。
电导率与电阻的关系
电阻率的倒数就是电导率,它们之间的关系成倒数关系。
电阻率:
用来表示各种物质电阻特性的物理量。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。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。
电导率:
物理学概念,也可以称为导电率。在介质中该量与电场强度E之积等于传导电流密度J。对于各向同性介质,电导率是标量;对于各向异性介质,电导率是张量。生态学中,电导率是以数字表示的溶液传导电流的能力。单位以西门子每米(S/m)表示。
技术指标
1、电阻测量范围:1?104Ω ~1?1018Ω。
2、电流测量范围为:2?10-4A~1?10-16A
3、双表头显示:3.1/2位LED显示
4、内置测试电压:10V、50V、100V、250、500、1000V
5、基本准确度:1% (*注)
6、使用环境: 温度:0℃~40℃,相对湿度<80%
7、机内测试电压:10/50/100/250/500/1000V任意切换
8、供电形式:AC 220V,50HZ,功耗约5W
9、仪器尺寸:285mm?245mm?120 mm
10、质量: 约2.5KG
重要性和用途:
1绝缘材料用于电子系统彼此和与地面之间隔离,该材料能提供零部件的机械支撑。由于此用途,通常要求具有尽可能高的绝缘电阻,以与可接受的机械、化学和耐热性能一致。因为绝缘电阻或电导组合了体积和表面电阻或电导,当实际使用时,要求试验样本和电极具有相同的形式,此时的测量值是非常有用的。表面电阻或电导随着湿度发生快速变化,然而体积电阻或电导则稍微变化,尽管总的变化在一些变化可能更大。
2电阻或电导可用于间接预测某些材料的低频率电介质击穿和损耗因数性能。电阻或电导通常作为湿度含量,固化程度,机械连续性或不同类型老化的间接测量方式。这些间接测量的效用取决于通过理论或经验研究确立的相关度。表面电阻的降低可导致因为电场强度降低而发生电介质击穿电压的增加,或者由于应力面积的增加而发生电介质击穿电压的降低。
3所有的电介质电阻或电导都取决于电化时间长短和施加的电压值(除了普通的环境变量之外)。这些因素必须已知,同时报告,以使得电阻或电导测量值有意义。在电绝缘材料工业中,形容词“表观”通常适用于在任意选择电化时间条件下获得的电阻值。见X1.4。
4体积电阻或电导可通过在特定应用场合设计某个绝缘体使用的电阻和尺寸数据计算得出。研究已经表明电阻或电导随着温度和湿度的变化而变化(1,2,3,4)4,同时在设计工作条件时,必须已知这种变化。体积电阻或电导测量值通常用于检查绝缘材料的均匀性,或者对于加工,可探测影响材料质量的导电杂质,而这不容易通过其它方法观察到。
5体积电阻超过1021Ω?cm(1019Ω?cm)时,样本在普通实验室条件测试获得的数值计算得出体积电阻,如果结果确实可疑,则应考虑通常使用的测量设备的局限性。
6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。
金属的电阻率较小,合金的电阻率较大,非金属和一些金属氧化物更大,而绝缘体的电阻率极大。锗、硅、硒、氧化铜、硼等的电阻率比绝缘体小而比金属大,我们把这类材料叫做半导体(semiconductors)。
总结:常态下(由表可知)导电性能好的依次是银、铜、铝,这三种材料是常用的,常被用来作为导线等。银的价格偏贵,因此铜用的为广,几乎所有应用的导线都是铜制作的(精密仪器、特殊场合除外)。铝线由于化学性质不稳定容易氧化已被淘汰。由于铝密度小,取材广泛,且价格比铜便宜,被广泛用于电力系统中传输电力的架空输电线路。为解决铝材刚性不足缺陷,一般采用钢芯铝绞线,即铝绞线内部包有一根钢线,以提高强度。银导电性能好,但由于成本高很少被采用,只有在高要求场合才被使用,如精密仪器、高频震荡器、航天等。在某些场合仪器上触点也有用金的,因为金的化学性质稳定,并不是因为其电阻率小所致。
应用
电阻率较低的物质被称为导体,常见导体主要为金属,而自然界中导电性佳的是银,其次为半导体,硅锗。当存在外电场时,金属的自由电子在运动中不断和晶格节点上做热振子的正离子相碰撞,使电子运动受到阻碍,因而就具有了一定的电阻。其他不易导电的物质如玻璃、橡胶等,电阻率较高,一般称为绝缘体。介于导体和绝缘体之间的物质(如硅)则称半导体。电阻率的科学符号为 ρ(Rho)。 已知物体的电阻,可由电阻率ρ、长度l与截面面积A计算:ρ=RA/I,在该式中, 电阻R单位为欧姆,长度l单位为米,截面面积A单位为平方米,电阻率 ρ单位为欧姆?米
测试
测量时从低档位逐渐拔往高档,每拨一次稍停留1~2秒以使观察显示数字, 当被测电阻大于仪器测量量程时,电阻表显示“1”,此时应继续将仪器拨到量程更高的位置,当测量仪器有显示值时应停下,当前的数字乘以档次即是被测电阻值。当有显示数字时不要再往更高次档拨,否测仪器会过量程,机内保护电路开始工作,仪器测量准确度会下降。
使用说明
(一)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。
(二)准备工作:
1、取被测液体(如:增塑剂)试样50ml。
2、试样应在温度23?2℃,相对湿度65?5%的条件下处理2小时以上。
(三)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。
(四)计算方法:
按式(1)计算体积电阻系数(pv),计算结果取二位有效数字。
(五)注意事项:
1、测定电极必须放置在高绝缘的垫板上。
2、测定电极在测试前后,均应做好清洗工作,特别是三只电极的支撑件不得受到试样的污染
影响电阻率的外界因素
电阻率不仅与材料种类有关,而且还与温度、压力和磁场等外界因素有关。金属材料在温度不高时,ρ与温度t(℃)的关系是ρt=ρ0(1 at),式中ρt与ρ0分别是t℃和0℃时的电阻率;α是电阻率的温度系数,与材料有关。锰铜的α约为1?10-1/℃(其数值极小),用其制成的电阻器的电阻值在常温范围下随温度变化极小,适合于作标准电阻。已知材料的ρ值随温度而变化的规律后,可制成电阻式温度计来测量温度。半导体材料的α一般是负值且有较大的量值。制成的电阻式温度计具有较高的灵敏度。有些金属(如Nb和Pb)或它们的化合物,当温度降到几K或十几K(绝对温度)时,ρ突然减少到接近零,出现超导现象,超导材料有广泛的应用前景。利用材料的ρ随磁场或所受应力而改变的性质,可制成磁敏电阻或电阻应变片,分别被用来测量磁场或物体所受到的机械应力,在工程上获得广泛应用。
北广电性能产品:
体积表面积电阻率测试仪、电压击穿试验仪、介电强度试验仪,耐电压击穿试验仪,介电常数与介质损耗测试仪、耐电弧测试仪、漏电起痕试验机。
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