表面电阻率实验设备/体积电阻仪器

型号：ZST-121

一、表面电阻率实验设备/体积电阻仪器 概述

    本仪器既可测量高电阻，又可测微电流。采用了美国Intel公司的大规模集成电路,使仪器体积小、重量轻准确度高。数字液晶直接显示电阻值和电流。量限从1×104Ω ～1×1018 Ω，是目前国内测量范围宽，准确度高的数字超高阻测量仪。电流测量范围为2×10-4 ～1×10-16Ａ。机内测试电压10V/50V/100V/250V/500V/1000V任意可调。本仪器具有精度高、显示迅速、性好稳定、读数方便.     适用于橡胶、塑料、薄膜、地毯、织物及粉体、液体、及固体和膏体形状的各种绝缘材料体积和表面电阻值的测定。

二、表面电阻率实验设备/体积电阻仪器 主要特点

电阻测量范围宽 1×104Ω ～1×1018Ω

电流测量范围为 2×10-4Ａ ～1×10-16Ａ

体积小、重量轻、准确度高

电阻、电流双显示

性能好稳定、读数方便

所有测试电压(10V/50V/100/250/500/1000V) 测试时电阻结果直读，免去老式高阻计在不同测试电压下或不同量程时要乘以系数等使用不便的麻烦，使测量超高电阻就如用万用表测量普通电阻样简便。既能测超高电阻又能测微电流

三、表面电阻率实验设备/体积电阻仪器 技术指标

1、电阻测量范围： 0.01×104Ω ～1×1018Ω。

2、电流测量范围为： 2×10-4A～1×10-16A

3、显 示 方 式：数字液晶显示

4、内置测试电压： 10V 、50V、100V、250、500、1000V

5、基本准确度：1% (*注)

6、使用环境： 温度：0℃～40℃，相对湿度<80%

7、机内测试电压： 10V/50V/100/250/500/1000V 任意切换

8、供电形式： AC 220V，50HZ，功耗约5W

9、仪器尺寸： 285ｍｍ× 245ｍｍ× 120 mm

10、质量： 约5KG

四、表面电阻率实验设备/体积电阻仪器 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I。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I来得到电阻值。从欧姆定律可以看出，由于电流I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。

    本仪器是同时测出电阻两端的电压V和流过电阻的电流I，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A/D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，其显示的电阻值不象普通高阻计那样因被测电压V的变化或电流Ｉ的变而变，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，其测量精度很高(0)，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或万分之几。

表面电阻率实验设备/体积电阻仪器 典型应用

1、测量绝缘材料电阻(率)

2、测量防静电材料的电阻及电阻率

3、测量计算机房用活动地板的系统电阻值

4、测量防静电鞋、导电鞋的电阻值

5、光电二极管暗电流测量

6、物理,光学和材料研究

表面电阻率实验设备/体积电阻仪器 标准配置：

1、测试仪器：1台

2、电源线：1条

3、测量线：3根（屏蔽线、测试接线、接地线）

4、使用说明书：1份

表面电阻率实验设备/体积电阻仪器 其它说明：

电介质具有很小的电阻率，电导率大小由载流子浓度、载流子电荷、载流子迁移率决定，即 γ=nqμ

一般来说，在低电场，高温下离子电导占主要部分，特别是在高温下离子电导显著增加，因为离子迁移率与温度有指数规律，所以，高温下电介质电导按指数规律增加。这一规律，对于许多绝缘材料，在很宽的温度范围内被实验所证实。

一、实验目的

1、自己设计测量线路，设计测量电极系统，本实验给出二电极和三电极两种类型

2、掌握绝缘体积电阻率的温度变化规律，且能够由实验曲线计算出电介质的电导活化能

二、实验用仪器

本实验使用的主要仪器是ZST-121型体积表面电阻率测试仪，整套仪器由直流放大器、高压直流电源及电极夹具组成，其简化线路如下图所示。

1、直流高压电源经整流后得到的直流高压，经分压器分为10，100，250，500，1000伏五档，根据被试物选择适当的测试电压，对于薄膜介质，注意不致在测试电压下发生击穿；

2、开关K₁有两个可调位置，即“放电”和“测量”的两个位置，K₁置于“测量”位置时，试样与整个线路接通，处于测量状态，测试完毕后应将K₁置于“放电”位置，将充电电荷放掉。

3、R₀、R₁、R₂,…等是一组标准电阻，在仪器面板上是用倍率开关K₃调节，其中R₀是用来调节仪器的“满度”的，调节时K₁置于“放电”位置，K₃置于“满度”位置(即R₀)，若此时指示仪表不偏转到满刻度则调节满度旋钮使其指示满刻度(即调节Rp)，其它标准电阻都是用来改变测量电阻量程的，使用应由小到大依次调节，使之得到准确读数。

其它有关部分在试验方法中加以介绍。

三、测试原理

由体积表面电阻率测试仪原理接线图可以看出，当在试样上施加直流电压U时，试样中的电流Ix在标准电阻Rs(R₁或R₂，…)两端产生电压e_g经直流放大器放大后，由微安表A测出输出电流Ip，则

式中  Rg、Rp—分别为放大器和微安表内阻

μ—放大器的电压放大倍数

Sc—放大器的特征参数

由上式可以看出，对于一个固定的放大器，由微安表测出的输出电流，在该表上可以直接做成Ix及Rx的刻度。因为Rx,Ix与U、Rx有关，所以Rx、Ix数值等于微安表读数乘以倍率及选择电压对应的系数，已知Rx后，便可根据电极尺寸求得电阻率或电导率。

四、实验原理

以高聚物或无机玻璃为试样，电导率的表达式为

γ = γ₀ exp(-U´/KT)

对上式两端取对数

lnγ = lnγ₀ – U´/KT

上式中温度对γ的影响主要取决于指数项，γ₀随温度的变化相对于指数项是很小的，可以近似地看做常数，因此，lnγ与1/T成线性关系，通过试验，测出不同温度时的γ值，在坐标纸上画出lnγ-1/T关系，由直线斜率可以求得离子电导的活化能。

五、试验方法

(一)在进行试验之前体积表面电阻率测试仪各开关的位置

1、极性开关显于“○”位；

2、“放电”—“测试”开关置于“放电”位置；

3、“输入短路”开关置于短路位置；

4、电源开关置于“断”的位置；

5、倍率开关置于低档1×10²；

6、测试电压置于10伏；

7、将试样放入电极盒内，防止电晕短路。接地端要牢固地接入地线，

(二)设备使用步骤：

1、合上电源开关，此时出现蜂鸣声，预热30分钟；

2、将极性开关置于“+”，调节微安表指针准确处于“0”(∞)位

3、将倍率开关置于“满度”位置，短路开关打开，调节满度，调好之后，将短路开关置于短路位置，倍率开关置一个适当位置；

4、选择适当的测试电压，所施电压应不使试品击穿；

5、把“放电”—“测试”开关置于“测试”位置，同时计时，待十秒钟将短路开关打开，到加电压一分钟读数，

6、读数后将短路开关置于“短路”位置，“放电”—“测试”开关置于“放电”位置，经几分钟后残余电荷放完，方可触及试样，并可进行下一次测试；

7、室温下测一点，每升高10℃测一次，测10点左右，测试完毕将仪器各开关恢复至原始位置。

六、实验结果及讨论

1、计算出试样离子电导的活化能，与相类似介质的活化能进行比较，说明活化能对电导率的影响；

2、从lnγ-1/T关系分析一下电导率随温度变化的速度与哪些因素有关，

3、影响试验准确性的因素有哪些，试验中注意什么问题。

固体介质的击穿

当施加于电介质的电场强度增大到一定程度时，电介质便由绝缘状态变为导电状态，这一跃变现象称为击穿。电介质的击穿是电介质的基本电性能之一，它决定了电介质在电场作用下，保持绝缘性能的极限能力。气体介质是应用广泛的绝缘材料，气体介质一般都处于不均匀电场中，所以通过试验来研究气体介质的特性是必要的。

电介质的击穿是发生在介质内部的一个复杂过程，同一介质的击穿电压数值分散性较大。通过试验找出在一定条件下的规律性，对于确定在电介质的应用范围以及如何提高其击穿场强是很重要的。

一、试验目的

1、在直流电压作用下，以试验结果验证棒-板电极的极性效应、极间屏障的作用，及在交流电压作用下，以实验结果验证电场的不均匀程度对击穿场强的影响；

2、了解变压器油击穿电压的试验方法，水分及杂质对击穿电压的影响；

3、浸油与不浸油电缆纸的击穿电压的比较，从实验结果明确电缆纸只能在浸油下应用的道理。

二、试验设备及线路

本试验主要设备是一套50KV工频高压试验变压器，其中包括控制系统，如下图所示。另外附有各种电极及试样。

图中T₁为调压器，T₂为高压试验变压器，M₁是装在安全门上的限位开关，只有在试验人员装接完毕试样离开高压危险区关上安全门时M₁才闭合。M₂是装在调压器底部的限位开关，只有当调压器降到零时M₂才闭合。K2为接通控制回路的“合”开关，K₁为切断控制回路的分开关。继电器J带动四个常开点和一个常闭点，其中J₁、J₂起自锁作用，即当线路接通，J₁、J₂闭合，这时即使K₂、M₂打开，控制回路也不会被切断。J₃、J₄闭合使调压器接通电源，绿灯亮说明电源有电，红灯亮说明调压器接通电源，可以升压进行试验。一旦试样发生击穿，过电流继电器PM动作，J₃、J₄打开，切断调压电源。

三、试验内容及方法

1、在交流电下测量不同电极的空气击穿场强；在直流电作用下，测量针尖对平板电极中针尖极性分别为正极性与负极性及在电极间加入极间障的击穿场强。

2、将标准试油杯接于线路，并调好间隙尺寸(2.5毫米)待油中明显气泡消失，以2KV/S的升压速度升压，直至击穿；

3、将盛有较大距离的电极的烧杯接于线路，注入变压器油，油面距电极最高点距离不少于22毫米，先滴入水、加电压至击穿；然后放入微量纤维丝，观察纤维丝动向，直至击穿；

4、取100×100毫米电缆线若干张，测量未浸变压器油及浸变压器油电缆纸的击穿电压；。