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體積表面電阻率測定儀

薄膜電阻率測定儀

EVA體積電阻率測定儀

高阻計

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體積電阻率測定儀

高絕緣電阻測試儀

薄膜表面電阻率測試裝置*電阻測量（Ω）：0—2×1019
電流測量（A）： 10-16—2×10-4
額定電壓（V）：10，25，50，100，250，500，1000
顯示：3 1/2位大屏帶背光數(shù)字顯示
*測量定時功能：1-7min自動讀數(shù)鎖定

詳細介紹

型號：ZST-122薄膜表面電阻率測試裝置
*電阻測量（Ω）：0—2×10¹⁹
電流測量（A）： 10^-16—2×10^-4
額定電壓（V）：10，25，50，100，250，500，1000
顯示：3 1/2位大屏帶背光數(shù)字顯示
*測量定時功能：1-7min自動讀數(shù)鎖定
*誤操作報警功能：有
*防濾波干擾功能：有
*電源：內(nèi)置可充電電池
外形尺寸（mm）：320×290×115( l×b×h)
質(zhì)量（重量）：3KG
使用環(huán)境：溫度：0-40℃，相對濕度＜80%

一、薄膜表面電阻率測試裝置實驗?zāi)康?/span>
1. 了解聚合物體積電阻和表面電阻的物理意義；
2. 掌握ZST-212型超高電阻計的使用方法。

二、實驗原理
l 聚合物的導(dǎo)電性，通常用與尺寸無關(guān)的體積電阻率（ρ_v）和表面電阻率（ρ_s）來表示。體積電阻率ρ_v表示聚合物截面積為1cm²和厚1cm的單位體積對電流的阻抗。
ρ_v=R_v S/h （1）
式中，R_v為體積電阻；S為測量電極的面積；h為試樣的厚度。
表面電阻率ρ_s 表示聚合物長1cm和寬1cm的單位表面對電流的阻抗。
ρ_s＝R_s L/b （2）
式中，R_s為表面電阻；L為平行電極的長；b為平行電極間距。
電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)。電導(dǎo)是表征物體導(dǎo)電能力的物理量。它是在電場作用下，物體中的載流子移動的現(xiàn)象。高分子是由許多原子以共價鍵連接起來的，分子中沒有自由電子，也沒有可流動的自由離子（除高分子電解質(zhì)含有離子外），所以它是優(yōu)良的絕緣材料，其導(dǎo)電能力極低。一般認(rèn)為，聚合物的主要導(dǎo)電因素是由雜質(zhì)所引起，稱為雜質(zhì)電導(dǎo)。但也有某些具有特殊結(jié)構(gòu)的聚合物呈現(xiàn)半導(dǎo)體的性質(zhì)，如聚乙炔、聚乙烯基咔唑等。
當(dāng)聚合物被加于直流電壓時，流經(jīng)聚合物的電流最初隨時間而衰減，最后趨于平穩(wěn)。其中包括了3種電流，即瞬時充電電流、吸收電流和漏導(dǎo)電流（見圖1）。

圖1 流經(jīng)聚合物的電流

    （1）瞬時充電電流是聚合物在加上電場的瞬間，電子、原子被極化而產(chǎn)生的位移電流，以及試樣的純電容性充電電流。其特點是瞬時性，開始很大，很快就下降到可以忽略的地步。
（2）吸收電流是經(jīng)聚合物的內(nèi)部，且隨時間而減小的電流。它存在的時間大約幾秒到幾十分鐘。吸收電流產(chǎn)生的原因較復(fù)雜，可能是偶極子的極化、空間電荷效應(yīng)和界面極化等作用的結(jié)果。
（3）漏導(dǎo)電流是通過聚合物的恒穩(wěn)電流，其特點是不隨時間變化。通常是由雜質(zhì)作為載流子而引起。
    由于吸收電流的存在，在測定電阻（電流）時，要統(tǒng)一規(guī)定讀取數(shù)值的時間（1min）。另外，在測定中，通過改變電場方向反復(fù)測量，取平均值，以盡量消除電場方向?qū)ξ针娏鞯挠绊懰鸬恼`差。

三、實驗設(shè)備和材料
    本實驗使用ZST-212型10¹⁷Ω超高電阻10^-¹⁴A微電流測試儀，它是一種直讀式的測超高電阻和微電流的兩用儀器。測量范圍為1×10⁶～1×10¹⁷Ω，共分8檔。電壓共分5檔（10V、100V、250V、500V、1000V），比較試驗時應(yīng)采用相同電壓，絕緣電阻高的材料選用高電壓。儀器面板如圖2所示。

圖2 ZST-212型10¹⁷ Ω超高電阻10^-¹⁴A微電流測試儀面板

1－指示表；2－倍率選擇開關(guān)；3－測試電壓選擇開關(guān)；4－“＋"、“－"極性開關(guān)；5－“放電－測試"開關(guān)， 6－指示燈；7－電源開關(guān)；8－滿度調(diào)整旋鈕；9－“0、∞"旋鈕；10－“輸入短路開關(guān)"；11－高壓端鈕（紅色）；12－接地端鈕；13－輸入端鈕；14－測量端；15－接地端；16－高壓端 17－Rs－R旋鈕。
儀器的倍率選擇量程從1×10²～1×10⁹，轉(zhuǎn)換量程應(yīng)從小到大。本儀器一般情況下不能用來測量那些一端接地的試樣的電阻。在測試時，儀器及試樣應(yīng)放在高絕緣的墊板上，以防止漏電影響測試結(jié)果。
使用三電極系統(tǒng)測試絕緣材料的體積電阻R_v和表面電阻R_s時，可按圖3接線。

圖3 三電極系統(tǒng)接線圖

1－測量電極；2－高壓電極；3－保護電極；4－被測試樣

    儀器所附3個電極的尺寸按中華人民共和國－機部部標(biāo)JB 903-66絕緣材料通用電性能試驗方法的規(guī)定。若要進行升溫測試，則其電極及加熱裝置與介質(zhì)損耗測定相同，也可把電極放在恒溫箱中進行測定。
    當(dāng)被測電阻高于10¹⁰?時，應(yīng)將試樣置于屏蔽箱內(nèi)，箱外殼接地，以減少外界的影響。
    標(biāo)準(zhǔn)試樣為注射成型所得的直徑為100mm的大圓餅，試樣表面應(yīng)光滑、清潔，并預(yù)先在(25±2)℃、相對濕度65％±5％的環(huán)境中存放16h以上。

四、實驗步驟
  （1）準(zhǔn)確測量下列數(shù)值：
    1）實驗溫度及濕度。
    2）按圖3所示，測量主電極直徑D₁，保護環(huán)直徑D₂。
    3）試樣的厚度，用游標(biāo)卡尺測量3個點的平均值，有效數(shù)字取兩位。
  （2）測試前準(zhǔn)備工作
    開機前面板上的各開關(guān)位置應(yīng)如下：
1 )測試電壓開關(guān)置于“10V"；
2）倍率開關(guān)置于低檔位置（1×10²）；
    3）“放電－測試"開關(guān)置于“放電"位置；    ‘
    4）電源開關(guān)置于“斷"的位置；
    5）輸入短路開關(guān)置于“短路"；
    6）極性開關(guān)置于“0"。
  （3）檢查測試環(huán)境的溫度和濕度
    當(dāng)環(huán)境濕度高于80％以上時，測量較高的絕緣電阻(大于10¹¹?)時，可能會導(dǎo)致較大的誤差。
  （4）檢查交流電源電壓
    電源電壓應(yīng)保持在（220±20）V，必要時使用穩(wěn)壓器調(diào)節(jié)。
  （5）接線
    按圖3放好試樣，連接儀器線路：
    1）用接地線把電極箱接地端與高阻計接地端連接好，接上電源的地線（見圖2）。
    2）脫下輸入端6的保護帽，用測量電纜線將輸入端6與電極箱測量端14連接。
3）用高壓接線把高壓端8與電極箱高壓端16連接。
    4）接通儀器電源，開啟電源開關(guān)，指示燈發(fā)亮，并有蜂鳴聲。如發(fā)現(xiàn)指示燈未亮，應(yīng)切斷電源，待查明原因后方可使用。
  （6）儀器預(yù)熱
    接通電源預(yù)熱儀器30min，將極性開關(guān)置于“+“處，此時可能發(fā)現(xiàn)指示表指針會偏離 “∞"及“0"處。慢慢調(diào)節(jié)“∞"及“0"電位器，使指針指向“∞"及“0"處，直至不再變動。
  （7）調(diào)節(jié)儀器靈敏度
    將倍率開關(guān)由×10²位置轉(zhuǎn)至“滿度"位置，把“輸入短路"開關(guān)下?lián)苤痢伴_路"，這時指針應(yīng)從“∞"位置指向“滿度"，即“1"位置。如果偏離，則調(diào)節(jié)“滿度"電位器，使之剛好到“滿度"。然后再把倍率開關(guān)撥到×10²處，輸入短路上撥至“短路"，指針應(yīng)重指于“∞"及“0"處。否則再調(diào)節(jié)電位器。反復(fù)多次，把儀器靈敏度調(diào)好。在測試中應(yīng)經(jīng)常檢查“滿度"及“∞"，以保證儀器的測試精度。
（8）測試步驟
1）將試樣放入電極箱的三電極間，注意勿使測量電極與保護電極相接觸，以免燒壞儀器的晶體管。上、下電極的中心處對齊。
     2）將測試電壓選擇開關(guān)置于所需要的電壓擋，對于聚合物材料，一般先選100V，測不到時再轉(zhuǎn)250V、500V或1000V。
     3）將“放電－測試"開關(guān)置于“測試"擋，短路開關(guān)仍置于“短路"，對試樣充電30s，然后將輸人短路開關(guān)撥下，讀取1min時的電阻值，作為試樣的絕緣電阻值。讀數(shù)完畢，立即把短路開關(guān)撥上“短路"，“放電一測試"開關(guān)置于“放電"擋。
    若短路開關(guān)撥下時，指針很快打出滿度，應(yīng)立即將輸入短路開關(guān)撥到“短路"，“放電一
測試"開關(guān)撥到“放電"，待查明原因再進行測試。
    當(dāng)輸人短路開關(guān)撥下后，如發(fā)現(xiàn)表頭無讀數(shù)或指示很小，可將倍率開關(guān)升高一擋。逐擋升高倍率，直至讀數(shù)清楚為止（應(yīng)盡量取在儀表刻度上1～10的范圍讀數(shù)）。
     4）放電30s，把電阻量程退小一擋，重復(fù)步驟②，共測量3次。
     5）按2)、3)、4)步，在室溫下分別測試試樣的3個R_v及R_s值，取其算術(shù)平均值。
     6）試樣測定完畢，即將“放電－測試"開關(guān)撥到放電位置，輸入短路開關(guān)撥至“短路"，取出試樣。對電容量較大（約在0.01μF以上）的試樣，需經(jīng)1min左右的放電，方能取出試樣，否則可能受到電容中殘余電荷的襲擊。
     7）儀器使用完畢，先切斷電源，將面板上各開關(guān)復(fù)原。

五、數(shù)據(jù)處理
原始數(shù)據(jù)記錄：
室溫：        濕度：

	1	2	3	平均值
樣品厚度/cm
R_v / ?
R_s/ ?
ρ_v/Ω﹒cm
ρ_s/Ω﹒cm

用公式（1）及公式（2）計算ρ_v及ρ_s：
ρ_v＝R_v S/h

＝D₁² R_v /(4h) （Ω·cm）
和 ρ_s＝R_s

式中，h為試樣厚度，cm；D₁為測量電極直徑（本儀器為5cm）；
D₂為保護電極內(nèi)徑（環(huán)電極）直徑（本儀器為5.4cm）。
在此，

=81.6，為一定值。

六、問題與討論
（1）影響電阻測定的因素有哪些？
（2）如何防止受電擊？

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ZJC-150E電壓擊穿/介電強度試驗儀GB/T1695-2005
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