型號：ZST-121

一,、表面電阻率實驗設(shè)備/體積電阻儀器 概述

    本儀器既可測量高電阻，又可測微電流,。采用了美國Intel公司的大規(guī)模集成電路,使儀器體積小,、重量輕準確度高。數(shù)字液晶直接顯示電阻值和電流,。量限從1×104Ω ～1×1018 Ω,，是目前國內(nèi)測量范圍寬，準確度高的數(shù)字超高阻測量儀。電流測量范圍為2×10-4 ～1×10-16Ａ,。機內(nèi)測試電壓10V/50V/100V/250V/500V/1000V任意可調(diào),。本儀器具有精度高、顯示迅速,、性好穩(wěn)定,、讀數(shù)方便.     適用于橡膠、塑料,、薄膜,、地毯、織物及粉體,、液體,、及固體和膏體形狀的各種絕緣材料體積和表面電阻值的測定。

二,、表面電阻率實驗設(shè)備/體積電阻儀器 主要特點

電阻測量范圍寬 1×104Ω ～1×1018Ω

電流測量范圍為 2×10-4Ａ ～1×10-16Ａ

體積小,、重量輕、準確度高

電阻,、電流雙顯示

性能好穩(wěn)定,、讀數(shù)方便

所有測試電壓(10V/50V/100/250/500/1000V) 測試時電阻結(jié)果直讀，免去老式高阻計在不同測試電壓下或不同量程時要乘以系數(shù)等使用不便的麻煩,，使測量超高電阻就如用萬用表測量普通電阻樣簡便,。既能測超高電阻又能測微電流

三、表面電阻率實驗設(shè)備/體積電阻儀器 技術(shù)指標(biāo)

1,、電阻測量范圍： 0.01×104Ω ～1×1018Ω。

2,、電流測量范圍為： 2×10-4A～1×10-16A

3,、顯 示 方 式：數(shù)字液晶顯示

4、內(nèi)置測試電壓： 10V ,、50V,、100V、250,、500,、1000V

5、基本準確度：1% (*注)

6,、使用環(huán)境： 溫度：0℃～40℃,，相對濕度<80%

7、機內(nèi)測試電壓： 10V/50V/100/250/500/1000V 任意切換

8,、供電形式： AC 220V,，50HZ，功耗約5W

9、儀器尺寸： 285ｍｍ× 245ｍｍ× 120 mm

10,、質(zhì)量： 約5KG

四,、表面電阻率實驗設(shè)備/體積電阻儀器 工作原理

    根據(jù)歐姆定律，被測電阻Rx等于施加電壓V除以通過的電流I,。傳統(tǒng)的高阻計的工作原理是測量電壓V固定,，通過測量流過取樣電阻的電流I來得到電阻值。從歐姆定律可以看出,，由于電流I是與電阻成反比,，而不是成正比，所以電阻的顯示值是非線性的,，即電阻無窮大時,，電流為零，即表頭的零位處是∞,，其附近的刻度非常密,，分辨率很低。整個刻度是非線性的,。又由于測量不同的電阻時,，其電壓V也會有些變化，所以普通的高阻計是精度差,、分辨率低,。

    本儀器是同時測出電阻兩端的電壓V和流過電阻的電流I，通過內(nèi)部的大規(guī)模集成電路完成電壓除以電流的計算,，然后把所得到的結(jié)果經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后以數(shù)字顯示出電阻值,，即便是電阻兩端的電壓V和流過電阻的電流I是同時變化，其顯示的電阻值不象普通高阻計那樣因被測電壓V的變化或電流Ｉ的變而變,，所以,，即使測量電壓、被測量電阻,、電源電壓等發(fā)生變化對其結(jié)果影響不大,，其測量精度很高(0)，從理論上講其誤差可以做到零,，而實際誤差可以做到千分之幾或萬分之幾,。

表面電阻率實驗設(shè)備/體積電阻儀器 典型應(yīng)用

1、測量絕緣材料電阻(率)

2,、測量防靜電材料的電阻及電阻率

3,、測量計算機房用活動地板的系統(tǒng)電阻值

4、測量防靜電鞋,、導(dǎo)電鞋的電阻值

5,、光電二極管暗電流測量

6、物理,光學(xué)和材料研究

表面電阻率實驗設(shè)備/體積電阻儀器 標(biāo)準配置：

1、測試儀器：1臺

2,、電源線：1條

3,、測量線：3根（屏蔽線、測試接線,、接地線）

4,、使用說明書：1份

表面電阻率實驗設(shè)備/體積電阻儀器 其它說明：

電介質(zhì)具有很小的電阻率，電導(dǎo)率大小由載流子濃度,、載流子電荷,、載流子遷移率決定，即 γ=nqμ

一般來說,，在低電場,，高溫下離子電導(dǎo)占主要部分，特別是在高溫下離子電導(dǎo)顯著增加,，因為離子遷移率與溫度有指數(shù)規(guī)律,，所以，高溫下電介質(zhì)電導(dǎo)按指數(shù)規(guī)律增加,。這一規(guī)律,，對于許多絕緣材料，在很寬的溫度范圍內(nèi)被實驗所證實,。

一,、實驗?zāi)康?/span>

1、自己設(shè)計測量線路,，設(shè)計測量電極系統(tǒng),，本實驗給出二電極和三電極兩種類型

2、掌握絕緣體積電阻率的溫度變化規(guī)律,，且能夠由實驗曲線計算出電介質(zhì)的電導(dǎo)活化能

二,、實驗用儀器

本實驗使用的主要儀器是ZST-121型體積表面電阻率測試儀，整套儀器由直流放大器,、高壓直流電源及電極夾具組成，其簡化線路如下圖所示,。

1,、直流高壓電源經(jīng)整流后得到的直流高壓，經(jīng)分壓器分為10,，100,，250，500,，1000伏五檔,，根據(jù)被試物選擇適當(dāng)?shù)臏y試電壓，對于薄膜介質(zhì)，注意不致在測試電壓下發(fā)生擊穿,；

2,、開關(guān)K₁有兩個可調(diào)位置，即“放電"和“測量"的兩個位置,，K₁置于“測量"位置時,，試樣與整個線路接通，處于測量狀態(tài),，測試完畢后應(yīng)將K₁置于“放電"位置,，將充電電荷放掉。

3,、R₀,、R₁、R₂,…等是一組標(biāo)準電阻,，在儀器面板上是用倍率開關(guān)K₃調(diào)節(jié),，其中R₀是用來調(diào)節(jié)儀器的“滿度"的，調(diào)節(jié)時K₁置于“放電"位置,，K₃置于“滿度"位置(即R₀),，若此時指示儀表不偏轉(zhuǎn)到滿刻度則調(diào)節(jié)滿度旋鈕使其指示滿刻度(即調(diào)節(jié)Rp)，其它標(biāo)準電阻都是用來改變測量電阻量程的,，使用應(yīng)由小到大依次調(diào)節(jié),，使之得到準確讀數(shù)。

其它有關(guān)部分在試驗方法中加以介紹,。

三,、測試原理

由體積表面電阻率測試儀原理接線圖可以看出，當(dāng)在試樣上施加直流電壓U時,，試樣中的電流Ix在標(biāo)準電阻Rs(R₁或R₂,，…)兩端產(chǎn)生電壓e_g經(jīng)直流放大器放大后，由微安表A測出輸出電流Ip,，則

式中  Rg,、Rp—分別為放大器和微安表內(nèi)阻

μ—放大器的電壓放大倍數(shù)

Sc—放大器的特征參數(shù)

由上式可以看出，對于一個固定的放大器,，由微安表測出的輸出電流,，在該表上可以直接做成Ix及Rx的刻度。因為Rx,Ix與U,、Rx有關(guān),，所以Rx、Ix數(shù)值等于微安表讀數(shù)乘以倍率及選擇電壓對應(yīng)的系數(shù),，已知Rx后,，便可根據(jù)電極尺寸求得電阻率或電導(dǎo)率,。

四、實驗原理

以高聚物或無機玻璃為試樣,，電導(dǎo)率的表達式為

γ = γ₀ exp(-U′/KT)

對上式兩端取對數(shù)

lnγ = lnγ₀ – U′/KT

上式中溫度對γ的影響主要取決于指數(shù)項,，γ₀隨溫度的變化相對于指數(shù)項是很小的，可以近似地看做常數(shù),，因此,，lnγ與1/T成線性關(guān)系，通過試驗,，測出不同溫度時的γ值,，在坐標(biāo)紙上畫出lnγ-1/T關(guān)系，由直線斜率可以求得離子電導(dǎo)的活化能,。

五,、試驗方法

(一)在進行試驗之前體積表面電阻率測試儀各開關(guān)的位置

1、極性開關(guān)顯于“○"位,；

2,、“放電"—“測試"開關(guān)置于“放電"位置；

3,、“輸入短路"開關(guān)置于短路位置,；

4、電源開關(guān)置于“斷"的位置,；

5,、倍率開關(guān)置于低檔1×10²；

6,、測試電壓置于10伏,；

7、將試樣放入電極盒內(nèi),，防止電暈短路,。接地端要牢固地接入地線，

(二)設(shè)備使用步驟：

1,、合上電源開關(guān),，此時出現(xiàn)蜂鳴聲，預(yù)熱30分鐘,；

2,、將極性開關(guān)置于“+"，調(diào)節(jié)微安表指針準確處于“0"(∞)位

3,、將倍率開關(guān)置于“滿度"位置，短路開關(guān)打開,，調(diào)節(jié)滿度,，調(diào)好之后,，將短路開關(guān)置于短路位置，倍率開關(guān)置一個適當(dāng)位置,；

4,、選擇適當(dāng)?shù)臏y試電壓，所施電壓應(yīng)不使試品擊穿,；

5,、把“放電"—“測試"開關(guān)置于“測試"位置，同時計時,，待十秒鐘將短路開關(guān)打開,，到加電壓一分鐘讀數(shù)，

6,、讀數(shù)后將短路開關(guān)置于“短路"位置,，“放電"—“測試"開關(guān)置于“放電"位置，經(jīng)幾分鐘后殘余電荷放完,，方可觸及試樣,，并可進行下一次測試；

7,、室溫下測一點,，每升高10℃測一次，測10點左右,，測試完畢將儀器各開關(guān)恢復(fù)至原始位置,。

六、實驗結(jié)果及討論

1,、計算出試樣離子電導(dǎo)的活化能,，與相類似介質(zhì)的活化能進行比較，說明活化能對電導(dǎo)率的影響,；

2,、從lnγ-1/T關(guān)系分析一下電導(dǎo)率隨溫度變化的速度與哪些因素有關(guān)，

3,、影響試驗準確性的因素有哪些,，試驗中注意什么問題。

固體介質(zhì)的擊穿

當(dāng)施加于電介質(zhì)的電場強度增大到一定程度時,，電介質(zhì)便由絕緣狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài),，這一躍變現(xiàn)象稱為擊穿。電介質(zhì)的擊穿是電介質(zhì)的基本電性能之一,，它決定了電介質(zhì)在電場作用下,，保持絕緣性能的極限能力。氣體介質(zhì)是應(yīng)用廣泛的絕緣材料,，氣體介質(zhì)一般都處于不均勻電場中,，所以通過試驗來研究氣體介質(zhì)的特性是必要的,。

電介質(zhì)的擊穿是發(fā)生在介質(zhì)內(nèi)部的一個復(fù)雜過程，同一介質(zhì)的擊穿電壓數(shù)值分散性較大,。通過試驗找出在一定條件下的規(guī)律性,，對于確定在電介質(zhì)的應(yīng)用范圍以及如何提高其擊穿場強是很重要的。

一,、試驗?zāi)康?/span>

1,、在直流電壓作用下，以試驗結(jié)果驗證棒-板電極的極性效應(yīng),、極間屏障的作用,，及在交流電壓作用下，以實驗結(jié)果驗證電場的不均勻程度對擊穿場強的影響,；

2,、了解變壓器油擊穿電壓的試驗方法，水分及雜質(zhì)對擊穿電壓的影響,；

3,、浸油與不浸油電纜紙的擊穿電壓的比較，從實驗結(jié)果明確電纜紙只能在浸油下應(yīng)用的道理,。

二,、試驗設(shè)備及線路

本試驗主要設(shè)備是一套50KV工頻高壓試驗變壓器，其中包括控制系統(tǒng),，如下圖所示,。另外附有各種電極及試樣。

圖中T₁為調(diào)壓器,，T₂為高壓試驗變壓器,，M₁是裝在安全門上的限位開關(guān)，只有在試驗人員裝接完畢試樣離開高壓危險區(qū)關(guān)上安全門時M₁才閉合,。M₂是裝在調(diào)壓器底部的限位開關(guān),，只有當(dāng)調(diào)壓器降到零時M₂才閉合。K2為接通控制回路的“合"開關(guān),，K₁為切斷控制回路的分開關(guān),。繼電器J帶動四個常開點和一個常閉點，其中J₁,、J₂起自鎖作用,，即當(dāng)線路接通，J₁,、J₂閉合,，這時即使K₂、M₂打開,，控制回路也不會被切斷,。J₃,、J₄閉合使調(diào)壓器接通電源，綠燈亮說明電源有電,，紅燈亮說明調(diào)壓器接通電源，可以升壓進行試驗,。一旦試樣發(fā)生擊穿,，過電流繼電器PM動作，J₃,、J₄打開,，切斷調(diào)壓電源。

三,、試驗內(nèi)容及方法

1,、在交流電下測量不同電極的空氣擊穿場強；在直流電作用下,，測量針尖對平板電極中針尖極性分別為正極性與負極性及在電極間加入極間障的擊穿場強,。

2、將標(biāo)準試油杯接于線路,，并調(diào)好間隙尺寸(2.5毫米)待油中明顯氣泡消失,，以2KV/S的升壓速度升壓，直至擊穿,；

3,、將盛有較大距離的電極的燒杯接于線路，注入變壓器油,，油面距電極最高點距離不少于22毫米,，先滴入水、加電壓至擊穿,；然后放入微量纖維絲,，觀察纖維絲動向，直至擊穿,；

4,、取100×100毫米電纜線若干張，測量未浸變壓器油及浸變壓器油電纜紙的擊穿電壓,；,。