绝缘材料表面电阻及表面电阻率测定仪 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。
绝缘材料表面电阻及表面电阻率测定仪 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。
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
条件处理
试样的处理条件取决于被试材料,这些条件应在材料规范中规定。
推荐按GB/T 10580一2003进行条件处理;由各种盐溶液所产生的相对温度在IEC 60260中给出。
可以采用机械蒸发系统。
体积电阻率和表面电阻率都对温度变化特别敏感。这种变化是指数式的。因此必须在规定的条件下来测量试样的体积电阻和表面电阻。由于水分被吸收到电介质内是相对缓慢的过程,因此测定温度对体积电阻率的影响需要延长处理期。吸收水分后通常会降低体积电阻。有些试样可能需要处理数月才能达到平衡。
工作原理
根据欧姆定律,被测电阻R等于施加电压V除以通过的电流I。即
V
R= ---
I
传统的仪器的工作原理是测量电压V固定,通过测量流过被测物体的电流I以标定电阻的刻度来读出电阻值。从上式可以看出,由于电流I是与电阻成反比,而不是成正比,所以电阻的显示值是非线性的,即电阻无穷大时,电流为零,即表头的零位处是∞,其附近的刻度非常密,分辨率很低。整个刻度是非线性的。又由于测量不同的电阻时,其电压V也会有些变化,所以普通的高阻计的精度是很难提高的。
BEST-121体积、表面电阻率测定仪是同时测出电阻两端的电压V和流过电阻的电流I,通过内部的大规模集成电路完成电压除以电流的计算,然后把所得到的结果经过A/D转换后以数字显示出电阻值,即便是电阻两端的电压V和流过电阻的电流I是同时变化,其显示的电阻值不象普通高阻计那样因被测电压V的变化或电流I的变化而变,所以,即使测量电压、被测量电阻、电源电压等发生变化对其结果影响不大,其测量精度很高。从理论上讲其误差可以做到零。而实际误差可以做到千分之几或万分之几。
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。
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。
主要应用范围
材料高阻测试测量如防静电产品(防静电鞋、防静电塑料橡胶制品、计算机房防静电活动地板等)电阻值的检测;
材料体电阻(率)和表面电阻(率)测量;
电化学和材料测试,以及物理,光学和材料研究;
微弱电流测量如光电效应和器件暗电流测量。
体积电阻
在测试以前应使试样具有电介质稳定状态。为此,通过测量装置将试样的测量电极1和3短路 (图la)),逐步增加电流测量装置的灵敏度到符合要求,同时观察短路电流的变化,如此继续到短路电 流达到相当恒定的值为止,此值应小于电化电流的稳定值,或者小于电化100min的电流。由于短路电 流有可能改变方向,因此即使电流为零,也要维持短路状态到需要的时间。当短路电流Io变得基本恒 定时(可能需要几小时),记下Io的值和方向。
然后加上规定的直流电压井同时开始记时。除非另有规定,在如下每个电化时间作一次测量:1 min、2min、5min、10min、50min、100min。如果连续两次测量得出同样的结果,责可以结束试验并用这个电流值来计算体积电阻。记录次观察到相同测量结果时的电化时间。如果在100min内不 能达到稳定状态,则记录体积电阻与电化时间的函数关系。
作为验收试验,按照有关规范的规定,使用一个固定的电化时间如lmin后的电流值来计算体积电阻率。
条件处理
试样的处理条件取决于被试材料,这些条件应在材料规范中规定。
推荐按GB/T 10580一2003进行条件处理;由各种盐溶液所产生的相对温度在IEC 60260中给出。
可以采用机械蒸发系统。
体积电阻率和表面电阻率都对温度变化特别敏感。这种变化是指数式的。因此必须在规定的条件下来测量试样的体积电阻和表面电阻。由于水分被吸收到电介质内是相对缓慢的过程,因此测定温度对体积电阻率的影响需要延长处理期。吸收水分后通常会降低体积电阻。有些试样可能需要处理数月才能达到平衡。
标准配置:
1、仪器主机 一台
2、屏蔽箱一个
3、试验电极三个
4、说明书一本
5、电源线一条
6、数据线三条
7、合格证一份
8、保修卡一份
试样
7.1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。
7.2表面电阻率
为测定表面电阻率,试样的形状不限,只要允许使用第三电极来抵消体积效应引起的误差即可。推荐使用图2及图3所示的三电极装置。用电极1作为被保护电极,电极3作为保护电极,电极2作为不 保护电极。可直接测量电极1和2之间表面间隙的电阻。这样测得的电阻包括了电极1和2之间的表面电阻和这两个电极间的体积电阻。然而,对于很宽范围的环境条件和材料性能,当电极尺寸合适时, 体积电阻的影响可忽略不计。为此,对于图2和图3所示的装置,电极的间隙宽度g至少应为试样厚度 的2倍,一般说来,1mm为切实可行的 小间隙。被保护电极尺寸d1(或长度l1)应至少为试样厚度h的10倍,通常至少为25mm。
也可以使用条形电极或具有合适尺寸的其他装置。
注:由于通过试样内层的电流的影响,表面电阻率的计算值与试样和电极的尺寸有很大的关系,因此,为了测定时可进行比较,推荐使用与图2所示的电极装置的尺寸相一致的试样,其中d1= 50 mm, d2 = 60 mm, ds = 80 mm
电源
要求有很稳定的直流电压源。这可用蓄电油或一个整流稳压的电摞来提供。对电源的稳定度要求是由电压变化导致的电流变化与被测电流相比可忽略不计。
加到整个试样上的试验电压通常规定为100V、250V、500V、1000 V、2500 V、5000 V, 10000 V和15000 V。 常用的电压是100V、500V和1000 V。
在某些情况下,试样的电阻与施加电压的极性有关
如果电阻是与极性有关的,则宜加以注明。取两次电阻值的几何平均值(对数算术平均值的反对数)作为结果。
由于试样电阻可能与电压有依存关系,因此应在报告中注明试验电压值。
定义
下列定义适用于本标准。
3.1
体积电阻volume resistance
在试样两相对表面上放置的两电极间所加直流电压与流过这两个电极之间的稳态电流之商,不包括沿试样表面的电流,在两电极上可能形成的极化忽略不计。
注:除非另有规定,体积电阻是在电化一分钟后测定。
3.2
体积电阻率volume resistivity
在绝缘材料里面的直流电场强度和稳态电流密度之商,即单位体积内的体积电阻。
注:体积电阻率的SI单位是。' m。 实际上也使用。? cm这一单位。
3.3
表面电阻surface resistance
在试样的其表面上的两电极间所加电压与在规定的电化时间里流过两电极间的电流之商,在两电极上可能形成的极化忽略不计。
注1:除非另有规定,表面电阻是在电化一分钟后测定。
注2:通常电流主要流过试样的一个表面层,但也包括流过试样体积内的成分。
3.4
表面电阻率surface resistivity
在绝缘材料的表面层里的直流电场强度与线电流密度之商,即单位面积内的表面电阻。面积的大小是不重要的。
注:表面电阻率的SI单位是0。 实际上有时也用 “欧每平方单位”来表示。
3.5
电极electrodes
电极是具有一定形状、尺寸和结构的与被测试样相接触的导体。
注:绝缘电阻是加在与试样相接触的两电极之间的直流电压与通过两电极的总电流之商。绝缘电阻取决于试样的
表面电阻和体积电阻(见GB/T10064一一2006)。
GB/T6553-2003 及IEC60587-1984低压漏电起痕试验仪的电极材料说明
GB/T6553-2003 及IEC60587-1984设计制造600V低压漏电起痕测试中,电极材料的选择至关重要,需满足耐高压、耐腐蚀、耐电弧及高导电性等要求。以下是详细的材料分析及建议:
1.铂(Pt)及铂铱合金(Pt-Ir)
特性:高熔点(铂约1770?C)、化学惰性、抗氧化性强,几乎无损耗。
适用性:尤其适合600V及更高电压的长期测试,是IEC 60112等标准推荐的电极材料。
优势:稳定性高,确保测试结果的一致性和准确性。
缺点:成本较高,但长期使用性价比优。
2.不锈钢(如304或316L)特性:耐腐蚀、成本低,但导电性和耐电弧性不如铂。
适用性:可用于低电压或预算有限的测试,600V下可能因氧化或损耗影响精度。
注意事项:需定期更换电极,避免因材料退化导致数据偏差。
3.钨(W)
特性:超高熔点(3422?C)、硬度高,耐电弧性极佳。
适用性:极端高压或高频电弧测试场景,但加工难度大,成本高。
应用局限:非标准测试常用,多用于特殊研究需求。
4.银(Ag)或镀银材料
特性:导电性最佳,但易氧化,长期稳定性差。
适用性:短期测试或低污染环境,需频繁维护。
高压限制:600V下氧化加速,可能影响性能。
5.石墨
特性:耐高温、导电性好,但机械强度低,易磨损。
适用性:特定腐蚀性环境测试,需注意更换频率。
标准参考与建议
IEC 60112:明确推荐铂电极,因其在高压下的可靠性。
UL标准:可能允许不锈钢,但需验证其适用性。
实践建议:优先选用铂或铂铱合金以确保测试准确性,尤其在600V高压下。若预算受限,不锈钢可作为替代,但需加强电极维护和校准。
结论
600V漏电起痕测试中,**铂或铂铱合金**是最优选择,兼顾性能与标准符合性。其他材料(如不锈钢、钨)可在特定条件下使用,但需权衡成本、维护及数据可靠性。建议严格遵循测试标准(如IEC 60112)并定期校验电极状态,以确保测试有效性。
售后服务。
1、保修期内非人为损坏的零部件免费更换,保修期内接到用户邀请后,最迟响应时间为4小时内,在与用户确认故障后,我公司会在48小时内派工程师到达现场进行免费服务,尽快查清故障所在位置和故障原因,并向用户及时报告故障的原因和排除办法。
2、提供实时的远程诊断和维护服务。
3、每年进行客户回访。
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11、服务体系:作为设备供应商本公司对本次招标所提供的产品提供保障体系: 当设备出现故障,必要时将派指定的专业技术员在规定时间内上门维修或寄修,产生的运费由本公司承担。
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