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多功能薄膜表面電阻率測試儀

簡要描述:多功能薄膜表面電阻率測試儀*電阻測量(Ω):0—2×1019
電流測量(A): 10-16—2×10-4
額定電壓(V):10,25,50,100,250,500,1000
顯示:3 1/2位大屏帶背光數字顯示
*測量定時功能:1-7min自動讀數鎖定

  • 更新時間:2022-12-29
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詳細介紹

多功能薄膜表面電阻率測試儀參數
*電阻測量(Ω):0—2×1019
電流測量(A): 10-16—2×10-4
額定電壓(V):10,25,50,100,250,500,1000
顯示:3 1/2位大屏帶背光數字顯示
*測量定時功能:1-7min自動讀數鎖定
*誤操作報警功能:有
*防濾波干擾功能:有
*電 源:內置可充電電池
外形尺寸(mm):320×290×115( l×b×h)
質量(重量):3KG
使用環境:溫度:0-40℃,相對濕度<80%


一、薄膜表面電阻率測試裝置實驗目的
1. 了解聚合物體積電阻和表面電阻的物理意義;
2. 掌握ZST-212型超高電阻計的使用方法。

二、實驗原理
l  聚合物的導電性,通常用與尺寸無關的體積電阻率(ρv)和表面電阻率(ρs)來表示。體積電阻率ρv表示聚合物截面積為1cm2和厚1cm的單位體積對電流的阻抗。
ρv=Rv S/h                               (1)
式中,Rv為體積電阻;S為測量電極的面積;h為試樣的厚度。
表面電阻率ρs 表示聚合物長1cm和寬1cm的單位表面對電流的阻抗。
ρs=Rs L/b                              (2)
式中,Rs為表面電阻;L為平行電極的長;b為平行電極間距。
電導率是電阻率的倒數。電導是表征物體導電能力的物理量。它是在電場作用下,物體中的載流子移動的現象。高分子是由許多原子以共價鍵連接起來的,分子中沒有自由電子,也沒有可流動的自由離子(除高分子電解質含有離子外),所以它是優良的絕緣材料,其導電能力極低。一般認為,聚合物的主要導電因素是由雜質所引起,稱為雜質電導。但也有某些具有特殊結構的聚合物呈現半導體的性質,如聚乙炔、聚乙烯基咔唑等。
當聚合物被加于直流電壓時,流經聚合物的電流最初隨時間而衰減,最后趨于平穩。其中包括了3種電流,即瞬時充電電流、吸收電流和漏導電流(見圖1)。


圖1 流經聚合物的電流
   (1)瞬時充電電流是聚合物在加上電場的瞬間,電子、原子被極化而產生的位移電流,以及試樣的純電容性充電電流。其特點是瞬時性,開始很大,很快就下降到可以忽略的地步。
(2)吸收電流是經聚合物的內部,且隨時間而減小的電流。它存在的時間大約幾秒到幾十分鐘。吸收電流產生的原因較復雜,可能是偶極子的極化、空間電荷效應和界面極化等作用的結果。
(3)漏導電流是通過聚合物的恒穩電流,其特點是不隨時間變化。通常是由雜質作為載流子而引起。
   由于吸收電流的存在,在測定電阻(電流)時,要統一規定讀取數值的時間(1min)。另外,在測定中,通過改變電場方向反復測量,取平均值,以盡量消除電場方向對吸收電流的影響所引起的誤差。


多功能薄膜表面電阻率測試儀實驗步驟
 (1)準確測量下列數值:
   1)實驗溫度及濕度。
   2)按圖3所示,測量主電極直徑D1,保護環直徑D2。
   3)試樣的厚度,用游標卡尺測量3個點的平均值,有效數字取兩位。
 (2)測試前準備工作
   開機前面板上的各開關位置應如下:

 (1)準確測量下列數值:
   1)實驗溫度及濕度。
   2)按圖3所示,測量主電極直徑D1,保護環直徑D2。
   3)試樣的厚度,用游標卡尺測量3個點的平均值,有效數字取兩位。
 (2)測試前準備工作
   開機前面板上的各開關位置應如下:
   1 )測試電壓開關置于“10V";  
   2)倍率開關置于低檔位置(1×102);
   3)“放電-測試"開關置于“放電"位置;    ‘
   4)電源開關置于“斷"的位置;
   5)輸入短路開關置于“短路";
   6)極性開關置于“0"。
 (3)檢查測試環境的溫度和濕度
   當環境濕度高于80%以上時,測量較高的絕緣電阻(大于1011?)時,可能會導致較大的誤差。
 (4)檢查交流電源電壓
   電源電壓應保持在(220±20)V,必要時使用穩壓器調節。
 (5)接線
   按圖3放好試樣,連接儀器線路:
   1)用接地線把電極箱接地端與高阻計接地端連接好,接上電源的地線(見圖2)。
   2)脫下輸入端6的保護帽,用測量電纜線將輸入端6與電極箱測量端14連接。
3)用高壓接線把高壓端8與電極箱高壓端16連接。
   4)接通儀器電源,開啟電源開關,指示燈發亮,并有蜂鳴聲。如發現指示燈未亮,應切斷電源,待查明原因后方可使用。
 (6)儀器預熱
   接通電源預熱儀器30min,將極性開關置于“+“處,此時可能發現指示表指針會偏離 “∞"及“0"處。慢慢調節“∞"及“0"電位器,使指針指向“∞"及“0"處,直至不再變動。
 (7)調節儀器靈敏度
   將倍率開關由×102位置轉至“滿度"位置,把“輸入短路"開關下撥至“開路",這時指針應從“∞"位置指向“滿度",即“1"位置。如果偏離,則調節“滿度"電位器,使之剛好到“滿度"。然后再把倍率開關撥到×102處,輸入短路上撥至“短路",指針應重指于“∞"及“0"處。否則再調節電位器。反復多次,把儀器靈敏度調好。在測試中應經常檢查“滿度"及“∞",以保證儀器的測試精度。
(8)測試步驟
1)將試樣放入電極箱的三電極間,注意勿使測量電極與保護電極相接觸,以免燒壞儀器的晶體管。上、下電極的中心處對齊。
    2)將測試電壓選擇開關置于所需要的電壓擋,對于聚合物材料,一般先選100V,測不到時再轉250V、500V或1000V。
    3)將“放電-測試"開關置于“測試"擋,短路開關仍置于“短路",對試樣充電30s,然后將輸人短路開關撥下,讀取1min時的電阻值,作為試樣的絕緣電阻值。讀數完畢,立即把短路開關撥上“短路",“放電一測試"開關置于“放電"擋。
   若短路開關撥下時,指針很快打出滿度,應立即將輸入短路開關撥到“短路",“放電一
測試"開關撥到“放電",待查明原因再進行測試。
   當輸人短路開關撥下后,如發現表頭無讀數或指示很小,可將倍率開關升高一擋。逐擋升高倍率,直至讀數清楚為止(應盡量取在儀表刻度上1~10的范圍讀數)。
    4)放電30s,把電阻量程退小一擋,重復步驟②,共測量3次。
    5)按2)、3)、4)步,在室溫下分別測試試樣的3個Rv及Rs值,取其算術平均值。
    6)試樣測定完畢,即將“放電-測試"開關撥到放電位置,輸入短路開關撥至“短路",取出試樣。對電容量較大(約在0.01μF以上)的試樣,需經1min左右的放電,方能取出試樣,否則可能受到電容中殘余電荷的襲擊。
    7)儀器使用完畢,先切斷電源,將面板上各開關復原。

五、數據處理
原始數據記錄:
室溫:        濕度:

123平均值
樣品厚度/cm



Rv / ?



Rs/ ?



ρv/Ω﹒cm
ρs/Ω﹒cm
用公式(1)及公式(2)計算ρv及ρs:
ρv=Rv S/h=D12 Rv /(4h)  (Ω·cm)
和                      ρs=Rs
式中,h為試樣厚度,cm;D1為測量電極直徑(本儀器為5cm);
D2為保護電極內徑(環電極)直徑(本儀器為5.4cm)。
在此,=81.6,為一定值。


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