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影响表面、体积电阻率测定仪的因素

2024年06月05日 10:07来源:长春市智能仪器设备有限公司佛山分公司 >>进入该公司展台人气:108

表面体积电阻率测试仪工作原理

根据欧姆定律,被测电阻Rx等于施加电压V除以通过的电流,。传统的高阻计的工作原理是测量电压V固定,通过测量流过取样电阻的电流来得到电阻值。从欧姆定律可以看出由于电流是与电阻成反比,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,所以普通的高阻计是精度差、分辨率低。

表面体积电阻率测试仪是同时测出电阻两端的电压V和流过电阻的电流,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AD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,其显示的电阻值不像普通高阻计那样因被测电压V的变化或电流的变化而变,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,其测是精度很高,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感万分之几。


其中影响电阻或电阻率测试的主要因素有如下几点:

a.环境温湿度: 一般材料的电阻值随环境温湿度的升高而减小。相对而言,表面电阻(率)对环境湿度比较敏感,而体电阻(率)则对温度较为敏感。湿度增加,表面泄漏增大,体电导电流也会增加。温度升高,载流子的运动速率加快,介质材料的吸收电流和电导电流会相应增加,据有关资料报道,一般介质在70C时的电阻值仅有20C时的10%。因此,测量材料的电阻时,必须指明试样与环境达到平衡的温湿度。

b.测试电压(电场强度): 介质材料的电阻(率)值一般不能在很宽的电压范围内保持不变,即欧姆定律对此并不适用。常温条件下,在较低的电压范围内,电导电流随外加电压的增加而线性增加,材料的电阻值保持不变。超过一定电压后,由于离子化运动加剧,电导电流的增加远比测试电压增加的快,材料呈现的电阻值迅速降低。由此可见,外加测试电压越高,材料的电阻值越低,以致在不同电压下测试得到的材料电阻值可能有较大的差别。值得注意的是,导致材料电阻值变化的决定因素是测试时的电场强度,而不是测试电压。对相同的测试电压,若测试电极之间的距离不同,对材料电阻率的测试结果也将不同,正负电极之间的距离越小,测试值也越小。

c.测试时间: 用一定的直流电压对被测材料加压时,被测材料上的电流不是瞬时达到稳定值的,而是有一衰减过程。在加压的同时,流过较大的充电电流,接着是比较长时间缓慢减小的吸收电流,最后达到比较平稳的电导电流。被测电阻值越高,达到平衡的时间则越长。因此,测量时为了正确读取被测电阻值,应在稳定后读取数值或取加压1分钟后的读数值。另外,高绝缘材料的电阻值还与其带电的历史有关。为准确评价材料的静电性能,在对材料进行电阻(率)测试时,应首先对其进行消电处理,并静置一定的时间,静置时间可取5分钟,然后,再按测量程序测试。一般而言,对一种材料的测试,至少应随机抽取3~5个试样进行测试,以其平均值作为测试结果。

d.测试设备的泄漏:在测试中,线路中绝缘电阻不高的连线,往往会不适当地与被测试样、取样电阻等并联,对测量结果可能带来较大的影响。为此:为减小测量误差,应采用保护技术,在漏电流大的线路上安装保护导体,以基本消除杂散电流对测试结果的影响;高电压线由于表面电离,对地有一定泄漏,所以尽量采用高绝缘、大线径的高压导线作为高压输出线并尽量缩短连线,杜绝电晕放电;采用聚乙烯、聚四氟乙烯等绝缘材料制作测试台和支撑体,以避免由于该类原因导致测试值偏低。e.外界干扰:高绝缘材料加上直流电压后,通过试样的电流是很微小的,极易受到外界干扰的影响,造成较大的测试误差。热电势、接触电势一般很小,可以忽略;电解电势主要是潮湿试样与不同金属接触产生的,大约只有20mV,况且在静电测试中均要求相对湿度较低,在干燥环境中测试时,可以消除电解电势。因此,外界干扰主要是杂散电流的耦合或静电感应产生的电势。在测试电流小于10-10A或测量电阻超过1011欧姆时;被测试样、测试电极和测试系统均应采取严格的屏蔽措施,消除外界干扰带来的影响。


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