影響體積電阻率測試的因素

§2-2影響電阻率測試的因素 

1.環(huán)境溫濕度 

 一般材料的電阻值隨環(huán)境溫濕度的升高而減小。相對而言，表面電阻率對環(huán)境濕度比較敏感，而體電阻率則對溫度較為敏感。濕度增加，表面泄漏增大，體電導電流也會(huì )增加。溫度升高，載流子的運動(dòng)速率加快，介質(zhì)材料的吸收電流和電導電流會(huì )相應增加，據有關(guān)資料報道，一般介質(zhì)在70℃時(shí)的電阻值僅有20℃時(shí)的10％。因此，測量材料的電阻率時(shí)，必須指明試樣與環(huán)境達到平衡的溫濕度。 

2.測試電壓 

 介質(zhì)材料的電阻率值一般不能在很寬的電壓范圍內保持不變，即歐姆定律對此并不適用。常溫條件下，在較低的電壓范圍內，電導電流隨外加電壓的增加而線(xiàn)性增加，材料的電阻值保持不變。超過(guò)一定電壓后，由于離子化運動(dòng)加劇，電導電流的增加遠比測試電壓增加的快，材料呈現的電阻值迅速降低。由此可見(jiàn)，外加測試電壓越高，材料的電阻值越低，以致在不同電壓下測試得到的材料電阻值可能有較大的差別。 值得注意的是，導致材料電阻值變化的決定因素是測試時(shí)的電場(chǎng)強度，而不是測試電壓。對相同的測試電壓，若測試電極之間的距離不同，對材料電阻率的測試結果也將不同，正負電極之間的距離越小，測試值也越小。  

3.測試時(shí)間 

 用一定的直流電壓對被測材料加壓時(shí)，被測材料上的電流不是瞬時(shí)達到穩定值的，而是有一衰過(guò)程。在加壓的同時(shí)，流過(guò)較大的充電電流，接著(zhù)是比較長(cháng)時(shí)間緩慢減小的吸收電流，zui后達到比較平穩的電導電流。被測電阻值越高，達到平衡的時(shí)間則越長(cháng)。因此，測量時(shí)為了正確讀取被測電阻值，應在穩定后讀取數值或取加壓1分鐘后的讀數值。另外，高絕緣材料的電阻值還與其帶電的歷史有關(guān)。為準確評價(jià)材料的靜電性能，在對材料進(jìn)行電阻率測試時(shí)，應首先對其進(jìn)行消電處理，并靜置一定的時(shí)間，靜置時(shí)間可取5分鐘，然后，再按測量程序測試。一般而言，對一種材料的測試，至少應隨機抽取3～5個(gè)試樣進(jìn)行測試，以其平均值作為測試結果。 

  4.測試設備的泄漏 

 在測試中，線(xiàn)路中絕緣電阻不高的連線(xiàn)，往往會(huì )不適當地與被測試樣、取樣電阻等并聯(lián)，對測量結果可能帶來(lái)較大的影響。為此：減小測量誤差，應采用保護技術(shù)，在漏電流大的線(xiàn)路上安裝保護導體，以基本消除雜散電流對測試結果的影響；高電壓線(xiàn)由于表面電離，對地有一定泄漏，所以盡量采用高絕緣、大線(xiàn)徑的高壓導線(xiàn)作為高壓輸出線(xiàn)并盡量縮短連線(xiàn)，減少，杜絕電暈放電；采用聚乙烯、聚四氟乙烯等絕緣材料制作測試臺和支撐體，以避免由于該類(lèi)原因導致測試值偏低。  

 5.外界干擾  

高絕緣材料加上直流電壓后，通過(guò)試樣的電流是很微小的，極易受到外界干擾的影響，造成較大的測試誤差。熱電勢、接觸電勢一般很小，可以忽略；電解電勢主要是潮濕試樣與不同金屬接觸產(chǎn)生的，大約只有20mV，況且在靜電測試中均要求相對濕度較低，在干燥環(huán)境中測試時(shí)，可以消除電解電勢。因此，外界干擾主要是雜散電流的耦合或靜電感應產(chǎn)生的電勢。在測試電流小于10A或測量電阻超過(guò)1011歐姆時(shí)；被測試樣、測試電極和測試系統均應采取嚴格的屏蔽措施，消除外界干擾帶來(lái)的影響。  6.介質(zhì)的種類(lèi) 不同電解質(zhì)溶液電阻率的不同是由于各種離子在電場(chǎng)作用下移動(dòng)的速度不同而造成的。離子所帶電越多，受外加電場(chǎng)作用就越大，其運動(dòng)速度就越快，導電能力就越強。  強電解質(zhì)在較稀的濃度范圍內100%電離，而弱電解質(zhì)卻只有很少一部分電離，所以?xún)煞N電解質(zhì)溶液，盡管濃度相同，但由于有效離子濃度不同，導電能力*不同。 

7.溶液濃度 

在低濃度范圍內，電解質(zhì)溶液的電阻率與濃度之間具有線(xiàn)性關(guān)系。隨著(zhù)溶液濃度的增加，有效離子濃度也增加，離子遷移速度就越大，但當濃度大到一定程度后，由于離子間相互吸引、碰撞機會(huì )增加，離子有效濃度反而下降，導電能力也反而降低。對于電離度不大的弱電解質(zhì)來(lái)說(shuō)，由于受平衡條件的約束，單位體積內能導電的離子數目并不明顯隨濃度的增加而增加，其電阻率也就幾乎不隨濃度的變化而變化。  電阻率隨濃度變化的非線(xiàn)性關(guān)系應予以重視，因為在工程測試中總希望有定量的線(xiàn)性關(guān)系，以便盡可能降低測量誤差及減少數據處理上的麻煩。在一般的電阻率測試中，我們總希望能在線(xiàn)性范圍內進(jìn)行工作。  從上述情況了解到，溶液的電阻率是隨著(zhù)電解質(zhì)的種類(lèi)、離子的濃度、以及溫度的范圍等不同而不同。由此，我們可以通過(guò)測量溶液的電阻率以表征該溶液的物理、化學(xué)性質(zhì)，借以判斷系統所處的狀態(tài)。 

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