固体绝缘材料电性能测试测量方法和精确度

固体绝缘材料电性能测试测量方法和精确度

1    测量方法和精确度

1.1  方法

测量高电阻常用的方法是直接法或比较法。

直接法是测量加在试样上的直流电乐和流过它的电流(伏安法)面求得未知电阻。

比较法是确定电桥线路中试样未知电阻与电阻器已知电阻之间的比值.或是在固定电压下比较通过这两种电阻的电流。

附录A给出了描述这些原理的例子。

伏安法需要-适当精度的伏特表,但该方法的灵敏度和精确度主要取决于电流测量装置的性能,该装置可以是一个检流计或电子放大器或静电计。

电桥法只需要-灵敏的电流检测器作为零点指示器,测量精确度主要取决于已知的桥臂电阻器.这些桥臂电阻应在宽的电阻值范围内具有高的精密度和稳定性。

电流比较法的精确度取决于已知电阻器的精确度和电流测量装置,包括与它相连的测量电阻器的稳定度和线性度。只要电压是恒定的.电流的确切数值并不重要.

对于不大于10¹¹ Ω的电阻,可以按照11. I用检流计采用伏特计一安培计法来测定其体积电阻率。对于较高的电阻,则推荐使用直流敢大器或静电计。

在电桥法中,不可能直接测量短路试样中的电流(见11, 1)。

利用电流测量装置的方法可以自动记录电流,以简化稳态测试过程(见11.1)。

现已有测量高电阻的一些专门的线路和仪器。只要它们有足够的精确度和稳定度,且在需要时能使试样完全短路并在电化前测量电流者,均可使用。

1.2   精确度

对于低于10¹¹ Ω的电阻,测量装置测量未知电阻的总精确度应至少为±10%。而对于更高的电阻,总精确度应至少为±20%。详见附录A.

1.3   保护

组成测量线路的绝缘材料,最hao应具有与被试材料差不多的性能。试样的测量误差可以由下列原因产生:

a) 外来寄生电压引起的杂散电流,通常不知道它的大小,并具有课移的特点；

b)具有未知面易变的电阻值的绝緣与试样电阻标准电阻器或电流测量装置的不正常的分路。

使线路所有部分在使用状态下有尽可能高的绝緣电阻来近似地修正这些影响因素。这种做法可能导致测试设备很笨重.而又不足以测量高于几百兆欧的绝缘电阻。较为满意的修正方法是使用保护技术来实现。

保护就是在所有关键的绝缘部位插人保护导体.保护导体截住所有可能引起误差的杂散电流。这些保护导体联接在一起.组成保护系统并与测量端形成三端网络。当线路联接恰当时.所有外来寄生电压产生的杂散电流被保护系统分流到测量电路以外,任一测量端到保护系统的绝緣电阻与一电阻低得多的线路元件井联，试样电阻仅限于两测量端之间。采用这个技术可大大地减小误差概率。图1为使用保护电极测量体积电阻和表面电阻的基本线路.

图5和图7给出了电流测量法中保护系统的使用方法.图中指出保护系统接到电源和电流测量装置的连接点。图6表示惠斯登电桥法.其保护系统接到两个较低电阻值的桥臂的连接点上。在所有情况下,保护系统必须完善.包括对测试人员在测量时操作的任何控制仪器的保护。

在保护嘴和被保护端之间所存在的电解电动势.接触电动势或热电动势较小时,均能被补偿掉,使这样的电动势在测量中不会引入显著的误差。

在电流测量法中,由于电流测量装置与被保护端和保护系统之间的电阻并联可能产生误差.因此，这个电阻宜至少为电流测量装置电阻的10倍.最hao为100倍。在有些电桥法中.保护端和测量端具有大致相同的电位,不过电桥中的一个标准电阻器与不保护端和保护系统之间的电阻是并联的。这个电阻应至少为标准电阻的10倍,最hao为100倍。

为确保设备的操作令人满意.应先断开电源和试样的连线进行一次测量。此时.设备应在它的灵敏度许可范围内指示出无穷大的电阻。如果有一些已知电阻值的标准电阻.则可用来检查设备运行是否良好。