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直流体积表面电阻率测定仪

价格:20650元浏览:78次联系:刘元元 / 15132636097 / 企业:北京北广精仪仪器设备有限公司留言店铺收藏

采用高性能微处理器控制的绝缘电阻测试仪。输出电压1-1000v连续可调,可以测试5*102Ω~1*1016Ω的直显电阻/电阻率(超出显示电流换算可到20次方),最大显示99999数,测试速度可达5次/秒。

符合标准:

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 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 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 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》

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,

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。

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

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。

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。

高绝缘电阻测量仪用于测量绝缘材料、电工产品、各种元器件的绝缘电阻;与恒温水浴配套后,还能测量不同温度下的塑料电线电缆(无屏蔽层)的绝缘电阻,该仪器具有测量精度高、性能稳定、操作简单、输入端高压短路等优点,仪器的最高量程 16次方超出16次方显示电流通过换算最大可到20次方电阻值(测试电压为 1-1000V)。 本仪表贯彻 Q/TPGG 7-2008 高绝缘电阻测量仪企业标准。

电场强度:当电场强度比较高时,离子的迁移率随电场强度增高而增大,而且在接近击穿时还会出现大量的电子迁移,这时体积电阻率大大地降低。因此在测定时,施加的电压应不超过规定的值。

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。

保护

组成测量线路的绝缘材料,好应具有与被试材料差不多的性能。试样的测量误差可以由下列原因产生:

a)外来寄生电压引起的杂散电流,通常不知道它的大小,并具有漂移的特点;

b)具有未知而易变的电阻值的绝缘与试样电阻、标准电阻器或电流测量装置的不正常的分路。 使线路所有部分在使用状态下有尽可能高的绝缘电阻来近似地修正这些影响因素。这种做法可能导致测试设备很笨重,而又不足以测量高于几百兆欧的绝缘电阻。较为满意的修正方法是使用保护技术来实现。

保护就是在所有关键的绝缘部位插入保护导体,保护导体截住所有可能引起误差的杂散电流。这些保护导体联接在一起,组成保护系统并与测量端形成兰端网络。当线路联接恰当时,所有外来寄生电压产生的杂散电流被保护系统分流到测量电路以外,任一测量瑞到保护系统的绝缘电阻与一电阻低得多的线路元件并联,试样电阻仅限于两测量端之间。采用这个技术可大大地减小误差概率。图1为使 用保护电极测量体积电阻和表面电阻的基本线路。

图5和图7给出了电流测量法中保护系统的使用方法,图中指出保护系统接到电源和电流测量装 置的连接点。图6表示惠斯登电桥法,其保护系统接到两个较低电阻值的桥臂的连接点上。在所有情况下,保护系统必须完善,包括对测试人员在测量时操作的任何控制仪器的保护。

在保护端和被保护端之间所存在的电解电动势、接触电动势或热电动势较小时,均能被补偿掉,使这样的电动势在测量中不会引人显著的误差。

在电流测量法中,由于电流测量装置与被保护端和保护系统之间的电阻并联可能产生误差,因此,这个电阻宜至少为电流测量装置电阻的10倍,好为100倍。在有些电桥法中,保护端和测量端具有 大致相同的电位,不过电桥中的→个标准电阻器与不保护端和保护系统之间的电阻是并联的。这个电 阻应至少为标准电阻的10倍,好为100倍。

为确保设备的操作令人满意,应先断开电源和试样的连线进行一次测量。此时,设备应在它的灵敏度许可范围内指示出元穷大的电阻。如果有一些己知电阻值的标准电阻,则可用来检查设备运行是否良好。

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。

   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。

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。

绝缘材料用于电气系统的各部件相互绝缘和对地绝缘,固体绝缘材料还起机械支撑作用。一般希望材料有尽可能高的绝缘电阻,并具有合适的机械、化学和耐热性能。

使用方法

1接好电源线

    确保电源为220VAC/50Hz

2接通电源

    将电流电阻量程置于104档,电压量程置于10V,然后开机。

3调零

    在“Rx”两端开路的情况下,调零使电流表的显示为0000 .注意:在“Rx”两端不开路,如接在电阻箱或被测量物体上时调零后测量会产生很大的误差。一般一次调零后在测试过程中不需再调零。 完毕后关机。

4连接线路

    接好测试线,将测试线将主机与屏蔽箱连接好,测体积电阻时测试按钮拨到Rv边,测表面电阻时测试按钮拨到Rs边。然后开机。

5选择合适的测量电压

    电压选择开关在后面板,注意,在测试过程中不要随意改动测量电压,可能因电压的过高或电流过大损坏被测试器件或测试仪器;

6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。

7测试完毕将电阻电流量程拔至“104”档,电压量程调至10V后关闭电源

    每测量一次均应将量程开关拨回到104“调零”档的量程位置以免开机或测量端短路时而损坏仪器。6.8测量电流及1015Ω以上超高电阻的测量应用测量电流后用欧姆定律以电压除以电流计算电阻的方法,详见8.5节内容。

8体积电阻和表面电阻转换

在测试过程中,使用屏蔽箱在进行体积电阻和表面电阻转换时,必须把电源关闭后进行档位转换,否则会导致电压冲击到主机无法显示或损坏。

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。

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。

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。

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。

说明

1.电阻率ρ不仅和导体的材料有关,还和导体的温度有关。在温度变化不大的范围内:几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化,即ρ=ρo(1 at)。式中t是摄氏温度,ρo是O℃时的电阻率,a是电阻率温度系数。

2.由于电阻率随温度改变而改变,所以对于某些电器的电阻,必须说明它们所处的物理状态。如一个220 V -100 W电灯灯丝的电阻,通电时是484欧姆,未通电时只有40欧姆左右。

3.电阻率和电阻是两个不同的概念。电阻率是反映物质对电流阻碍作用的属性,电阻是反映物体对电流阻碍作用的能力大小。

4.超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失,被称作零电阻效应。导体没有了电阻。

 

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。

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