概述
薄膜體積表面電阻率測試儀是依據(jù)GB/T 1410《固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗(yàn)方法》(等同IEC 60093)、GB/T 10064《測定固體絕緣材料絕緣電阻的實(shí)驗(yàn)方法》(等同IEC 60167)等而設(shè)計(jì)和制造的,符合新標(biāo)準(zhǔn)GB/T31838第2.3.4部分測試要求.。主要用于測量固體絕緣材料的絕緣電阻、表面電阻/電阻率和體積電阻/電阻率;該儀器具有測量精度高、性能穩(wěn)定、操作簡單等優(yōu)點(diǎn),儀器的最高量程1017Ω電阻值。
標(biāo)準(zhǔn)配置
序號 | 配置 | 數(shù)量/單位 |
1 | 儀器主機(jī) | 1臺 |
2 | 電源線 | 1根 |
3 | 測試線 | 3根 |
4 | 接地線 | 1根 |
5 | 說明書 | 1份 |
6 | 合格證 | 1張 |
薄膜體積表面電阻率測試儀主要技術(shù)參數(shù):
序號 | 項(xiàng)目 | 參數(shù) |
1 | 電阻測量范圍及誤差 | 1×104~1×1017 Ω |
1×104~1×108 Ω±2% | ||
1×108~1×1010 Ω±5% | ||
1×1010~1×1012 Ω±10% | ||
1×1012~1×1014 Ω±20% | ||
2 | 直流測試電壓 | 10/50/100/250/500/1000V |
3 | 直流電壓誤差 | ±2% |
4 | 電源 | 220V 10A 50Hz |
5 | 消耗功率 | 約10W |
6 | 環(huán)境溫度 | 0~40℃ |
7 | 相對溫度 | ≤70% |
8 | 外形尺寸 | 370mm×450mm×200mm |
9 | 重量 | 約13kg |
電阻率定義
電阻率(Resistivity)是用來表示各種物質(zhì)電阻特性的物理量,某種材料制成的長為1m,橫截面積為1m2的導(dǎo)體的電阻,在數(shù)值上等于這種材料的電阻率。它反映物質(zhì)對電流阻礙作用的屬性,它不僅與物質(zhì)的種類有關(guān),還受溫度、壓力和磁場等外界因素影響。
電阻率是用來表示各種物質(zhì)電阻特性的物理量。用某種材料制成的長為1m、橫截面積為1m2的導(dǎo)體的電阻,在數(shù)值上等于這種材料的電阻率。
國際單位制中,電阻率的單位是Ω·m,常用單位還有Ω·mm2/m
推導(dǎo)公式:
電阻率(resistivity)是用來表示各種物質(zhì)電阻特性的物理量。在溫度一定的情況下,材料的電阻為:R=ρL/S
其中的ρ就是電阻率,L為材料的長度, S為材料的橫截面積。可以看出,材料的電阻大小跟材料的長度成正比,即在材料和橫截面積不變時(shí),長度越長,材料電阻越大;而跟材料橫截面積成反比,即在材料和長度不變時(shí),橫截面積越大,電阻越小。
由上式可知電阻率的定義為:ρ=RS/L
推導(dǎo)公式: R=ρV/S2,R=ρL2/V
注:推導(dǎo)公式假設(shè)V為材料體積且滿足 V=LS
對于橫截面不均勻的材料,可以將其看成由無數(shù)個(gè)長度極短的橫截面均勻材料串聯(lián)而成的。此時(shí)有:
注:S(L)表示在長度為L處的橫截面積
說明:
1、電阻率ρ不僅和導(dǎo)體的材料有關(guān),還和導(dǎo)體的溫度有關(guān)。在溫度變化不大的范圍內(nèi),幾乎所有金屬的電阻率都隨溫度作線性變化,即ρ=ρ0(1+at),式中t是攝氏溫度,ρ0是0℃時(shí)的電阻率,a是電阻率溫度系數(shù),利用這一性質(zhì)可制成電阻溫度計(jì),有些合金電阻率受溫度的影響很小,常用來作標(biāo)準(zhǔn)電阻。
2、由于電阻率隨溫度改變,故對于某些電器的電阻,必須說明它們所處的物理狀態(tài)。如一個(gè)“220V,40W”電燈燈絲的電阻,正常發(fā)光時(shí)是1 210Ω,未通電時(shí)只有100Ω左右 。
3、電阻率和電阻是兩個(gè)不同的概念,電阻率是反映物質(zhì)對電流阻礙作用的屬性,電阻是反映物體對電流阻礙作用的屬性。
影響因素:
電阻率不僅與材料種類有關(guān),而且還與溫度、壓力和磁場等外界因素有關(guān)。金屬材料在溫度不高時(shí),ρ與溫度t(℃)的關(guān)系是ρt=ρ0(1+at),式中ρt與ρ0分別是t℃和0℃時(shí)的電阻率;a是電阻率的溫度系數(shù),與材料有關(guān)。錳銅的a約為1×10-5/℃(其數(shù)值極?。闷渲瞥傻碾娮杵鞯碾娮柚翟诔胤秶码S溫度變化極小,適合于作標(biāo)準(zhǔn)電阻。已知材料的ρ值隨溫度而變化的規(guī)律后,可制成電阻式溫度計(jì)來測量溫度。半導(dǎo)體材料的a一般是負(fù)值且有較大的量值。制成的電阻式溫度計(jì)具有較高的靈敏度。有些金屬(如Nb和Pb)或它們的化合物,當(dāng)溫度降到幾K或十幾K(絕對溫度)時(shí),ρ突然減少到接近0,出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象,超導(dǎo)材料有廣泛的應(yīng)用前景。利用材料的ρ隨磁場或所受應(yīng)力而改變的性質(zhì),可制成磁敏電阻或電阻應(yīng)變片,分別被用來測量磁場或物體所受到的機(jī)械應(yīng)力,在工程上獲得廣泛應(yīng)用 。
常用金屬導(dǎo)體電阻率ρ(Ω·m):(1)銀1.65 ×10-8;(2)銅1.75 ×10-8;(3)金2.40×10-8;(4)鋁2.83 ×10-8;(5)鎢5.48 ×10-8;(6)鐵9.78 ×10-8;(7)鉑2.22 ×10-7;(8)錳銅4.4 ×10-7;(9)汞9.6 ×10-7;(10)康銅5.0 ×10-7;(11)鎳鉻合金1.0 ×10-6;(12)鐵鉻鋁合金1.4 ×10-6;(13)鋁鎳鐵合金1.6 ×10-6
可以看出,導(dǎo)體中純金屬的電阻率小,合金的電阻率大。銀的電阻率最小,但銀的價(jià)格昂貴,通常很少用銀做導(dǎo)線,只在特殊需要時(shí)才用,導(dǎo)線一般都用電阻率較小的銅或鋁來制作,鋁比銅便宜,因此鋁導(dǎo)線用的很多。電爐、電阻器的電阻絲一般都用電阻率較大的合金來制作。
各種材料的電阻率都隨溫度而變化,金屬的電阻率隨溫度的升高而增大,因此金屬導(dǎo)體的電阻也隨溫度的升高而增大,利用電阻的這種性質(zhì)可以制作電阻溫度計(jì);如果已知導(dǎo)體電阻隨溫度的變化情況,那么,測出導(dǎo)體的電阻,反過來就可以知道導(dǎo)體的溫度。
應(yīng)用:
電阻率是反映導(dǎo)體導(dǎo)電性能好壞的物理量。電阻率小,導(dǎo)電性能好;電阻率大,導(dǎo)電性能差。電阻率的大小是由材料本身的性質(zhì)決定的,而同一種材料的電阻率又隨溫度的變化而變化,一般情況下溫度高,電阻率大。下表列出了常溫下一些常見材料的電阻率。
常見材料(20℃)的電阻率
由上表可以看出,金屬和合金的電阻率都很??;而電木、橡膠的電阻率都很大。在使用時(shí),可以根據(jù)需要,參照電阻率表選取合適的材料。例如,在供電、輸電、配電線路中,為了減小電阻,要選用銅、鋁等低電阻率的材料制作導(dǎo)線;而在用電器和電工工具的絕緣部分又要選用電木、橡膠等高電阻率的材料制作導(dǎo)線 。
在給空調(diào)等高耗能電器裝配專用導(dǎo)線時(shí),由于它們的功率較大,工作電流較大,因此我們常選擇電阻率較小、線徑較大的銅導(dǎo)線。
各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化。純金屬的電阻率隨溫度的升高而增大,電阻溫度計(jì)就是利用金屬的這種特性制成的,它可以用來測量很高的溫度。精密的電阻溫度計(jì)是用鉑做的。已知鉑絲的電阻與溫度的對應(yīng)關(guān)系,只需測出鉑絲的電阻就可以知道環(huán)境溫度。有些合金如錳銅和康銅合金,電阻率幾乎不受溫度變化的影響,常用來制作標(biāo)準(zhǔn)電阻 。