固體絕緣材料電性能測(cè)試測(cè)量方法和度

1    測(cè)量方法和度

1.1  方法

測(cè)量高電阻常用的方法是直接法或比較法。

直接法是測(cè)量加在試樣上的直流電樂(lè)和流過(guò)它的電流(伏安法)面求得未知電阻。

比較法是確定電橋線路中試樣未知電阻與電阻器已知電阻之間的比值.或是在固定電壓下比較通過(guò)這兩種電阻的電流。

附錄A給出了描述這些原理的例子。

伏安法需要-適當(dāng)精度的伏特表,但該方法的靈敏度和度主要取決于電流測(cè)量裝置的性能,該裝置可以是一個(gè)檢流計(jì)或電子放大器或靜電計(jì)。

電橋法只需要-靈敏的電流檢測(cè)器作為零點(diǎn)指示器,測(cè)量度主要取決于已知的橋臂電阻器.這些橋臂電阻應(yīng)在寬的電阻值范圍內(nèi)具有高的精密度和穩(wěn)定性。

電流比較法的度取決于已知電阻器的度和電流測(cè)量裝置,包括與它相連的測(cè)量電阻器的穩(wěn)定度和線性度。只要電壓是恒定的.電流的確切數(shù)值并不重要.

對(duì)于不大于10¹¹ Ω的電阻,可以按照11. I用檢流計(jì)采用伏特計(jì)一安培計(jì)法來(lái)測(cè)定其體積電阻率。對(duì)于較高的電阻,則推薦使用直流敢大器或靜電計(jì)。

在電橋法中,不可能直接測(cè)量短路試樣中的電流(見(jiàn)11, 1)。

利用電流測(cè)量裝置的方法可以自動(dòng)記錄電流,以簡(jiǎn)化穩(wěn)態(tài)測(cè)試過(guò)程(見(jiàn)11.1)。

現(xiàn)已有測(cè)量高電阻的一些的線路和儀器。只要它們有足夠的度和穩(wěn)定度,且在需要時(shí)能使試樣*短路并在電化前測(cè)量電流者,均可使用。

1.2   度

對(duì)于低于10¹¹ Ω的電阻,測(cè)量裝置測(cè)量未知電阻的總度應(yīng)至少為±10%。而對(duì)于更高的電阻,總度應(yīng)至少為±20%。詳見(jiàn)附錄A.

1.3   保護(hù)

組成測(cè)量線路的絕緣材料,hao應(yīng)具有與被試材料差不多的性能。試樣的測(cè)量誤差可以由下列原因產(chǎn)生:

a) 外來(lái)寄生電壓引起的雜散電流,通常不知道它的大小,并具有課移的特點(diǎn)；

b)具有未知面易變的電阻值的絕緣與試樣電阻標(biāo)準(zhǔn)電阻器或電流測(cè)量裝置的不正常的分路。

使線路部分在使用狀態(tài)下有盡可能高的絕緣電阻來(lái)近似地修正這些影響因素。這種做法可能導(dǎo)致測(cè)試設(shè)備很笨重.而又不足以測(cè)量高于幾百兆歐的絕緣電阻。較為滿意的修正方法是使用保護(hù)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

保護(hù)就是在關(guān)鍵的絕緣部位插人保護(hù)導(dǎo)體.保護(hù)導(dǎo)體截住可能引起誤差的雜散電流。這些保護(hù)導(dǎo)體聯(lián)接在一起.組成保護(hù)系統(tǒng)并與測(cè)量端形成三端網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)線路聯(lián)接恰當(dāng)時(shí).外來(lái)寄生電壓產(chǎn)生的雜散電流被保護(hù)系統(tǒng)分流到測(cè)量電路以外,任一測(cè)量端到保護(hù)系統(tǒng)的絕緣電阻與一電阻低得多的線路元件井聯(lián)，試樣電阻于兩測(cè)量端之間。采用這個(gè)技術(shù)可大大地減小誤差概率。圖1為使用保護(hù)電極測(cè)量體積電阻和表面電阻的基本線路.

圖5和圖7給出了電流測(cè)量法中保護(hù)系統(tǒng)的使用方法.圖中指出保護(hù)系統(tǒng)接到電源和電流測(cè)量裝置的連接點(diǎn)。圖6表示惠斯登電橋法.其保護(hù)系統(tǒng)接到兩個(gè)較低電阻值的橋臂的連接點(diǎn)上。在情況下,保護(hù)系統(tǒng)必須完善.包括對(duì)測(cè)試人員在測(cè)量時(shí)操作的任何控制儀器的保護(hù)。

在保護(hù)嘴和被保護(hù)端之間所存在的電解電動(dòng)勢(shì).接觸電動(dòng)勢(shì)或熱電動(dòng)勢(shì)較小時(shí),均能被補(bǔ)償?shù)?使這樣的電動(dòng)勢(shì)在測(cè)量中不會(huì)引入顯著的誤差。

在電流測(cè)量法中,由于電流測(cè)量裝置與被保護(hù)端和保護(hù)系統(tǒng)之間的電阻并聯(lián)可能產(chǎn)生誤差.因此，這個(gè)電阻宜至少為電流測(cè)量裝置電阻的10倍.hao為100倍。在有些電橋法中.保護(hù)端和測(cè)量端具有大致相同的電位,不過(guò)電橋中的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻器與不保護(hù)端和保護(hù)系統(tǒng)之間的電阻是并聯(lián)的。這個(gè)電阻應(yīng)至少為標(biāo)準(zhǔn)電阻的10倍,hao為100倍。

為確保設(shè)備的操作令人滿意.應(yīng)先斷開(kāi)電源和試樣的連線進(jìn)行一次測(cè)量。此時(shí).設(shè)備應(yīng)在它的靈敏度許可范圍內(nèi)指示出無(wú)窮大的電阻。如果有一些已知電阻值的標(biāo)準(zhǔn)電阻.則可用來(lái)檢查設(shè)備運(yùn)行是否良好。