表面電阻率測定儀

為準確測量體積電阻和表面電阻，一般采用三電極系統(tǒng)，圓板狀三電極系統(tǒng)見圖3。測量體積電阻Rv時，保護電極的作用是使表面電流不通過測量儀表，并使測量電極下的電場分布均勻。此時保護電極的正確接法見圖4。測量表面電阻Rs時，保護電極的作用是使體積電流減少到不影響表面電阻的測量。

圖4  體積電阻Rv和表面電阻Rs測量示意圖

3.2    試樣及其預(yù)處理

試樣

不同比例的聚丙烯與碳酸鈣共混物樣片(φ100圓板，厚2±0.2mm)5只

預(yù)處理

試樣應(yīng)平整、均勻、無裂紋和機械雜質(zhì)等缺陷。用蘸有深劑(此溶劑應(yīng)*試樣)的綢

布擦試；把擦凈的試樣放在溫度23±2℃和相對濕度65±5%的條件下處理24小時。測量表面電阻時，一般不清洗及處理表面，也不要用手或其他任何東西觸及。

4  實 驗

4.1  準備

使用前，面板上的各開關(guān)位置應(yīng)如下：

ａ) 倍率開關(guān)置于靈敏度zui低檔位置。

ｂ) 測試電壓開關(guān)置于“10V"處

c) “放電-測試"開關(guān)置于“放電"位置。

d) 電源總開關(guān)(POWER)置于“關(guān)"。

e) 輸入短路撳鍵置于“短路"。

f) 極性開關(guān)置于“0"。

檢查測試環(huán)境的濕度是否在允許的范圍內(nèi)。尤其當環(huán)境濕度高于80%以上時，對測量較高的絕緣電阻(大于10 11Ω及小于10-8 A)時微電流可能會導(dǎo)致較大的誤差。

接通電源預(yù)熱30分鐘，將極性開關(guān)置于“+"，此時可能發(fā)現(xiàn)指示儀表的指針會離開“∞"及“0"處，這時可慢慢調(diào)節(jié)“∞"及“0"電位器，使指針置于“∞"及“0"處。

4.2   測試

將被測試樣用測量電纜線和導(dǎo)線分別與訊號輸入端和測試電壓輸出端連接。 將測試電壓選擇開關(guān)置于所需要的測試電壓檔。 將“放電-測試"開關(guān)置于“測試"檔，輸入短路開關(guān)仍置于“短路"。對試樣經(jīng)一定時間的充電以后(視試樣的容量大小而定，一般為15秒。電容量大時，可適當延長充電時間)，即可將輸入短路開關(guān)撳至“測量"進行讀數(shù)，若發(fā)現(xiàn)指針很快打出滿刻度，應(yīng)立即撳輸入短路開關(guān)，使其置于“短路"， 將“放電-測試"開關(guān)置于“放電"檔，等查明原因并排除故障后再進行測試。 當輸入短路開關(guān)置于測量后，如發(fā)現(xiàn)表頭無讀數(shù)，或指示很少，可將倍率開關(guān)逐步升高，數(shù)字顯示依次為7、8、9、…直至讀數(shù)清晰為止(盡量取儀表上1～10的那段刻度)。通過旋轉(zhuǎn)倍率旋鈕，使示數(shù)處于半偏以內(nèi)的位置，便于讀數(shù)。測量時先將RV/RS轉(zhuǎn)換開關(guān)置于RV測量體積電阻，然后置于RS測量表面電阻。讀數(shù)方法如下：表頭指示為讀數(shù)，數(shù)字顯示為10的指數(shù)，單位W。用不同電壓進行測量時，其電阻系數(shù)不一樣，電阻系數(shù)標在電壓值下方。將儀表上的讀數(shù)（單位為兆歐）乘以倍率開關(guān)所指示的倍率及測試電壓開關(guān)所指的系數(shù)（10V為0.01；100V為0.1；250V為0.25；500V為0.5；1000V為1）即為被測試樣的絕緣電阻值。例如：讀數(shù)為3.5′106W倍率開關(guān)所指系數(shù)為108，測量電壓為100V，則被測電阻值為：3.5′106′108′0.1 =3.5′1013W。 在測試絕緣電阻時，如發(fā)現(xiàn)指針有不斷上升的現(xiàn)象，這是由于電介質(zhì)的吸收現(xiàn)象所致，若在很長時間內(nèi)未能穩(wěn)定，則一般情況下取接通測試開關(guān)后一分鐘時的讀數(shù)作為試樣的絕緣電阻值。

一個試樣測試完畢，即將輸入短路撳鍵置于“短路"，測試電壓控制開關(guān)置于“關(guān)"后，將方式選擇開關(guān)撥向放電位置，幾分鐘后方可取出試樣。對電容量較大的試樣者需經(jīng)1分鐘左右的放電，方能取出試樣，以免受測試系統(tǒng)電容中殘余電荷的電擊。。若要重復(fù)測試時，應(yīng)將試樣上的殘留電荷全部放掉方能進行。

然后進入下一個試樣的測試：為了操作簡便無誤，測量絕緣材料體積電阻(Rv)和表面電阻(Rs)時采用了轉(zhuǎn)換開關(guān)。當旋鈕指在Rv處時，高壓電極加上測試電壓。保護電極接地，當旋鈕指在Rs處時，保護電極加上測試電壓，高壓電極接地。 儀器使用完畢，應(yīng)先切斷電源，將面板上各開關(guān)恢復(fù)到測試前的位置，拆除所有接線，將儀器安放保管好。

4.3   注意事項

（1）試樣與電極應(yīng)加以屏蔽(將屏蔽箱合上蓋子)，否則，由于外來電磁干擾而產(chǎn)生誤差，甚至因指針的不穩(wěn)定而無法讀數(shù)。

（2）測試時，人體不可接觸紅色接線柱，不可取試樣，因為此時“放電-測試"開關(guān)處在“測試位置"，該接線柱與電極上都有測試電壓，危險!!

（3）在進行體積電阻和表面電阻測量時，應(yīng)先測體積電阻再測表面電阻，反之由于材料被極化而影響體積電阻。當材料連續(xù)多次測量后容易產(chǎn)生極化，會使測量工作無法進行下去，出現(xiàn)指針反偏等異常現(xiàn)象，這時須停止對這種材料測試，置于凈處8h-10h后再測量或者放在*內(nèi)清洗，烘干，等冷卻后再進行測量

（4）經(jīng)過處理的試樣及測量端的絕緣部分絕不能被臟物污染，以保證實驗數(shù)據(jù)的可靠性。

（5）若發(fā)現(xiàn)指針很快打出滿刻度，應(yīng)立即將輸入短路開關(guān)置于“短路"，測試電壓控制開關(guān)置于“關(guān)"，等查明原因并排除故障后再進行測量。

（6）當輸入短路開關(guān)置于測量后，如果發(fā)現(xiàn)表頭無讀數(shù)，或指示很少，可將倍率逐步升高。

（7）若要重復(fù)測量時，應(yīng)將試樣上的殘余電荷全部放掉方能進行。

數(shù)據(jù)處理

體積電阻率ρv

ρv=Rv(A/h)，

A=(π/4)·d22=(π/4)(d1+2g)2         (3)

式中，ρv ——體積電阻率(Ω·m)，

Rv ——測得的試樣體積電阻(Ω)，

A ——測量電極的有效面積(m2)，

d1 ——測量電極直徑(m)，

ｈ ——絕緣材料試樣的厚度(m)，

g ——測量電極與保護電極間隙寬度(m)，

表面電阻率ρv

ρs=Rs(2π)/㏑(d2/d1)          (4)

式中，ρv ——表面電阻率(Ω)，

Rs ——試樣的表面電阻(Ω)，

d2 ——保護電極的內(nèi)徑(m)，

d1 ——測量電極直徑(m)。

需要的數(shù)據(jù)

d1 = 5 cm

d2 = 5.4 cm

h = 0.2 cm

g = 0.2 cm