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北京北廣精儀儀器設備有限公司
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硅膠片表面體積電阻測試儀絕緣材料用的電極材料應是一類容易加到試樣上、能與試樣表面緊密接觸、且不致于因電極電阻或 對試樣的污染而引入很大誤差的導電材料.在試驗條件下，電極材料應能耐腐蝕。下面是可使用的一 些典型的電極材料。電極應與給定形狀和尺寸的合適的背襯電極一同使用。
硅膠片表面體積電阻測試儀導電銀漆
某些高導電率的商品銀漆,無論是氣干的或低溫烘干的,是足夠疏松的、能透過濕氣,因此可在加上 電極后對試樣進行條件處理。這種特點特別適合研究電阻-……濕氣效應以及電阻隨溫度的變化。然 而,在導電漆被用作一種電極材料以前,應證實漆中的溶劑不影響試樣的電性能。用精巧的毛刷可做到 使保護電極的邊緣相當光滑。但對于圓電極,可先用圓規畫出電極的輪廊,然后用刷子來涂滿內部的方 法來獲得精細的邊緣。如電極漆是用噴槍噴上去的,則可采用固定模框。
噴鍍金屬
可使用能滿意地粘合在試樣上的噴鍍金屬。薄的噴鍍電極的優點是一旦噴在試樣上便可立即使 用。這種電極或許是足夠疏松的,可允許對試樣進行條件處理,但這一特點應被證實.固定的?？蚩捎?來制取被保護電極與保護電極之間的間隙。
硅膠片表面體積電阻測試儀
技術指標
1、電阻測量范圍: 1×104Ω ～1×1018Ω。
2、電流測量范圍為: 2×10-4A～1×10-16A
3、顯 示 方 式:數字彩屏觸摸顯示
4、內置測試電壓: 10V 、50V、100V、250、500、1000V
5、基本準確度:1% (*注)
6、使用環境: 溫度:0℃～40℃,相對濕度<80%
7、機內測試電壓: 10V/50V/100/250/500/1000V 任意切換
8、供電形式: AC 220V,50HZ,功耗約5W
9、顯示類別:電阻、電阻率、電流。
10、輸入方式:真彩64位手寫觸摸。
11、顯示結果:電阻、電阻率、電流。
12、試樣要求:建議直徑為100mm(試樣小于50mm,電極需定做)
固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率
試驗方法
1范圍
本標準規定了固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率的試驗方法。這些試驗方法包括對固體絕緣 材料體積電阻和表面電阻的測定程序及體積電阻率和表面電阻率的計算方法。
體積電阻和表面電阻的試驗都受到下列因素影響:施加電壓的大小和時間;電極的性質和尺寸;在 試樣處理和測試過程中周圍大氣條件和試樣的溫度、濕度。
2規范性引用文件
下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有 的修(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準,然而,鼓勵根據本標準達成協議的各方研究 是否可使用這些文件的版本。凡是不注日期的引用文件,其版本適用于本標準。
GB/T 10064—2006 測定固體絕緣材料絕緣電阻的試驗方法(IEC 60167 : 1964 JDT)
GB/T 10580—2003 固體絕緣材料在試驗前和試驗時采用的標準條件(IEC 60212 : 1971,IDT)
IEC 60260 = 1968非注入式恒定相對濕度的試驗箱
3定義
下列定義適用于本標準。
3. 1
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。
3.2 .
體積電阻率 volume resistivity
在絕緣材料里面的直流電場強度和穩態電流密度之商,即單位體積內的體積電阻。
注:體積電阻率的SI單位是￡1 • mo實際上也使用0 • cm這一單位。
3. 3
表面電阻 surface resistance
在試樣的其表面上的兩電極間所加電壓與在規定的電化時間里流過兩電極間的電流之商,在兩電 極上可能形成的極化忽略不計。
注1:除非另有規定,表面電阻是在電化一分鐘后測定。
注2:通常電流主要流過試樣的一個表面層,但也包括流過試樣體積內的成分。
3.4
表面電阻率 surface resistivity
在絕緣材料的表面層里的直流電場強度與線電流密度之商,即單位面積內的表面電阻。面積的大 小是不重要的。
注:表面電阻率的SI單位是Q。實際上有時也用“歐每平方單位"來表示。
3.5
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(見GB/T 10064—2006).
4意義
4. 1通常,絕緣材料用于將電氣系統的各部件相互絕緣和對地絕緣;固儕絕緣材料還起機械支撐作用。 對于這些用途,一般都希望材料具有盡可能高的絕緣電阻,有均勻一致的、得到認可的機械、化學和耐熱 性能。表面電阻隨濕度變化很快,而體積電阻隨溫度變化卻很慢,盡管其最終的變化也許較大。
4.2體積電阻率能被用作選擇特定用途絕緣材料的一個參數。電阻率隨溫度和濕度的變化而顯著變 化,因此在為一些運行條件而設計時必須對其了解。體積電阻率的測量常被用于檢査絕緣材料生產是 否始終如一,或檢測能影響材料質量而又不能用其他方法檢測到的導電雜質。
4.3當一直流電壓加在與試樣相接觸的兩電極之間時,通過試樣的電流會漸近地減小到一個穩定值。 電流隨時間的減小可能是由于電介質極化和可動離子位移到電極所致。對于體積電阻率小于 1010 Q • m的材料,其穩定狀態通常在一分鐘內達到,因此,經過這個電化時間后測定電阻。對于體積電 阻率較高的材料,電流減小的過程可能會持續到幾分鐘、幾小時、幾天甚至幾星期。因此對于這樣的材 料,采用較長的電化時間,且如果合適,可用體積電阻率與時間的關系來描述材料的特性。
4.4由于或多或少的體積電導總是要被包括到表面電導測試中去,因此不能精確而只能近似地測量表 面電阻或表面電導。測得的值主要反映被測試樣表面污染的特性,而且試樣的電容率影響污染物質的 沉積,它們的導電能力又受試樣的表面特性所影響。因此,表面電阻率不是一個真正意義的材料特性, 而是材料表面含有污染物質時與材料特性有關的一個參數。
某些材料如層壓材料在表面層和內部可能有很不同的電阻率,因此測量清潔的表面的內在性能是 有意義的。應完整地規定為獲得一致的結果而進行清潔處理的程序,并要記錄清潔過程中溶劑或其他 因素對于表面特性可能產生的影響.
表面電阻,特別是當它較高時,常以不規則方式變化,且通常非常依賴于電化時間。因此,測量時通 常規定一分鐘的電化時間。
5電源
要求有很穩定的直流電壓源。這可用蓄電池或一•個整流穩壓的電源來提供。對電源的穩定度要求 是由電壓變化導致的電流變化與被測電流相比可忽略不計。
加到整個試樣上的試驗電壓通常規定為100 V.250 V.500 va 000 V、2 500 V,5 000 VJO 000 V 和15 000 V。電壓是100 V.500 V和1 000 V。
在某些情況下,試樣的電阻與施加電壓的極性有關。
如果電阻是與極性有關的,則宜加以注明。取兩次電阻值的幾何平均值(對數算術平均值的反對 數)作為結果。
由于試樣電阻可能與電壓有依存關系,因此應在報告中注明試驗電壓值。
6測量方法和精確度
6. 1方法
測量高電阻常用的方法是直接法或比較法。
直接法是測量加在試樣上的直流電壓和流過它的電流(伏安法)而求得未知電阻。
比較法是確定電橋線路中試樣未知電阻與電阻器已知電阻之間的比值,或是在固定電壓下比較通
過這兩種電阻的電流。
附錄A給出了描述這些原理的例子。
伏安法需要一適當精度的伏特表,但該方法的靈敏度和精確度主要取決于電流測量裝置的性能,該 裝置可以是一個檢流計或電子放大器或靜電計。
電橋法只需要一靈敏的電流檢測器作為零點指示器,測量精確度主要取決于已知的橋臂電阻器,這 些橋臂電阻應在寬的電阻值范圍內具有高的精密度和穩定性。
電流比較法的精確度取決于已知電阻器的精確度和電流測量裝置,包括與它相連的測量電阻器的 穩定度和線性度。只要電壓是恒定的,電流的確切數值并不重要。
對于不大于IO11 Q的電阻,可以按照11. 1用檢流計采用伏特計一安培計法來測定其體積電阻率。 對于較高的電阻,則推薦使用直流放大器或靜電計。
在電橋法中,不可能直接測量短路試樣中的電流(見11. 1)。
利用電流測量裝置的方法可以自動記錄電流,以簡化穩態測試過程(見11. l)o
現已有測量高電阻的一些專門的線路和儀器。只要它們有足夠的精確度和穩定度,且在需要時能 使試樣*短路并在電化前測量電流者,均可使用.
6.2精確度
對于低于io10 n的電阻,測量裝置測量未知電阻的總精確度應至少為士io%。而對于更高的電 阻,總精確度應至少為士20%。詳見附錄A。
6.3保護
組成測量線路的絕緣材料,應具有與被試材料差不多的性能。試樣的測量誤差可以由下列原 因產生:
a) 外來寄生電壓引起的雜散電流,通常不知道它的大小,并具有漂移的特點;
b) 具有未知而易變的電阻值的絕緣與試樣電阻、標準電阻器或電流測量裝置的不正常的分路.
使線路所有部分在使用狀態下有盡可能高的絕緣電阻來近似地修正這些影響因素。這種做法可能 導致測試設備很笨重,而又不足以測量高于幾百兆歐的絕緣電阻。較為滿意的修正方法是使用保護技 術來實現。
保護就是在所有關鍵的絕緣部位插入保護導體,保護導體截住所有可能引起誤差的雜散電流。這 些保護導體聯接在一起,組成保護系統并與測量端形成三端網絡。當線路聯接恰當時,所有外來寄生電 壓產生的雜散電流被保護系統分流到測量電路以外,任一測量端到保護系統的絕緣電阻與一電阻低得 多的線路元件并聯,試樣電阻于兩測量端之間。采用這個技術可大大地減小誤差概率。圖1為使 用保護電極測量體積電阻和表面電阻的基本線路。
圖5和圖7給出了電流測量法中保護系統的使用方法,圖中指出保護系統接到電源和電流測量裝 置的連接點。圖6表示惠斯登電橋法,其保護系統接到兩個較低電阻值的橋臂的連接點上。在所有情 況下,保護系統必須完善,包括對測試人員在測量時操作的任何控制儀器的保護。
在保護端和被保護端之間所存在的電解電動勢、接觸電動勢或熱電動勢較小時,均能被補償掉,使 這樣的電動勢在測量中不會引入顯著的誤差。
在電流測量法中,由于電流測量裝置與被保護端和保護系統之間的電阻并聯可能產生誤差,因此, 這個電阻宜至少為電流測量裝置電阻的10倍,為100倍。在有些電橋法中,保護端和測量端具有 大致相同的電位,不過電橋中的一個標準電阻器與不保護端和保護系統之間的電阻是并聯的。這個電 阻應至少為標準電阻的10倍,為100倍。
為確保設備的操作令人滿意,應先斷開電源和試樣的連線進行一次測量。此時,設備應在它的靈敏 度許可范圍內指示出無窮大的電阻。如果有一些已知電阻值的標準電阻,則可用來檢查設備運行是否 良好。
7試樣
7. 1體積電阻率
為測定體積電阻率,試樣的形狀不限,只要能允許使用第三電極來抵消表面效應引起的誤差即可。 對于表面泄漏可忽略不計的試樣,測量體積電阻時可去掉保護,只要已證明去掉保護對結果的影響可忽 略不計。
在被保護電極與保護電極之間的試樣表面上的間隙要有均勻的寬度,并且在表面泄漏不致于引起 測量誤差的條件下間隙應盡可能的窄。1 mm的間隙通常為切實可行的最小間隙。
圖2及圖3給出了三電極裝置的例子。在測量體積電阻時,電極1是被保護電極,電極2為保護電 極,電極3為不保護電極。被保護電極的直徑M (圖2)或長度丄(圖3)應至少為試樣厚度/1的10倍,通 常至少為25 mm。不保護電極的直徑也(或長度厶)和保護電極的外直徑公(或保護電極兩外邊緣之間 的長度G應該等于保護電極的內徑必(或保護電極兩內邊緣之間的長度上)加上至少2倍的試樣 厚度。
7.2表面電阻率
為測定表面電阻率,試樣的形狀不限,只要允許使用第三電極來抵消體積效應引起的誤差鄭可。推 薦使用圖2及圖3所示的三電極裝置。用電極1作為被保護電極,電極3作為保護電極,電極2作為不 保護電極。可直接測量電極1和2之間表面間隙的電阻,這樣測得的電阻包括了電極1和2之間的表 面電阻和這兩個電極間的體積電阻。然而,對于很寬范圍的環境條件和材料性能,當電極尺寸合適時, 體積電阻的影響可忽略不計。為此,對于圖2和圖3所示的裝置,電極的間隙寬度g至少應為試樣厚度 的2倍,一般說來,〕mm為切實可行的最小間原。被保護電極尺寸払(或長度ZQ應至少為試樣厚度先 的10倍,通常至少為25 mm。
也可以使用條形電極或具有合適尺寸的其他裝置。
注:由于通過試樣內層的電流的影響,表面電阻率的計算值與試樣和電極的尺寸有很大的關系,因此,為了測定時 可進行比較,推薦使用與圖2所示的電極裝置的尺寸相一致的試樣,其中由=5。=60
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