Устройство для определения удельного объемного электрического сопротивления полимерных материалов Советский патент 1988 года по МПК G01R27/02 

со

1ч9

ю ел 1C

1

Изобретение относится к технике измерений электрофизических свойств полимерных материалов и изделий из них и может быть использовано для определения удельного объемного электрического сопротивления Dy этих материалов.

Цель изобретения - повьшение точности и расширение диапазона определяемого удельного электрического сопротивления полимерных материалов и уменьшение влияния поверхностных неровностей исследуемого полимерного материала.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - конструкция потенциальных наборных ножевых электродов.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 токоподводящие электроды, источник 3 питания, амперметр 4, первый 5 и второй 6 ключи, электромагниты 7, регулируемый источник 8 питания электромагнитов, первьй кон- тактньй переключатель 9, вольтметр 10 второй контактный переключатель 11, потенциальные ножевые электроды 12, исследуемый образец 13 полимерного материала и диэлектрическую подложку 14. Исследуемый образец 13 устанавливают на диэлектрическую подложку 14 таким образом, что концы образца располагаются над первым 1 и вторым 2 токоподводящими электродами.

Устройство работает следующим образом.

Расположение токоподводящих электродов 1 и 2, а также потенциальных ножевых электродов 12 с разных сторон образца полимерного материала позволяет уменьшить влияние возможной поверхностной проводимости на результаты измерений. Затем на образец 13 опускают потенциальные ножевые электроды 12, которые могут быть выполнены наборными, т.е. состоящими из ряда нежесткосвязанных друг с другом тонких металлических пластин. На электромагниты 7, расположенные под образцом в диэлектрической подложке соосно потенциальным ножевым электродам, подается напряжение от регулируемого источника 8 питания. Величина напряжения и, следовательно степень прижатия потенциальных ножевых электродов к образцу определяются упругостью и толщиной полимерного материала. В результате приложенной

13

1372252

нагрузки потенциальные ножевые электроды плотно прижимаются к поверхности исследуемого образца, что обеспечивает надежный их электрический контакт за счет проникновения электродов сквозь слой загрязнений и выцветших на поверхности ингредиентов.

При выполнении потенциальных ножевых электродов наборными за счет смещения отдельных пластин в зависимости от рельефа поверхности материала они учитывают различные возможные микронеровности и контакт обеспечивается по всей щирине образца. Первый контактный переключатель 9 переключается в такое начальное положение, при котором его подвижный контакт замыкается на соответствующий потенциальный

электрод, а второй контактный переключатель 11 переводится на соседний с первым потенциальный электрод. Второй ключ 6 при измерениях, проводящихся на образцах с малым значением р

до 10 Ом м, устанавливается в положение Выключено.

Непосредственно перед началом измерений напряжение с электромагнитов 7 снимается, т.е. снимается

нагрузка с потенциальных электродов, что обеспечивает релаксацию напряжений в полимерном материале, при этом восстанавливаются его электрические свойства и контакт с электродами не нарушается. На токоподводящие электроды подается напряжение от источника 3 питания. При этом по всему объему образца протекает электрический ток, измеряемый амперметром 4, do величине электрического сопротивления судят по падению напряжения, измеряемого вольтметром 10 с большим входным сопротивлением Rgj ,Q , между соседними потенциальными электродами. Падение напряжения между ними определяется суммой сопротивления измеряемого участка и контактных сопротивлений.

Поскольку в устройстве максимально снижена величина контактного сопротивления и поверхностной проводимости, измеряемая величина падения напряжения определяетс5Г электрическим сопротивлением исследуемого материала, и отсутствие механической нагрузки на потенциальные электроды, не вносит искажений в измеряемую величину. После измерения падения напряжения величину удельного объемного электрического сопротивления рассчитывают по формуле

и S

I l

PV

1372252

требность в измерительных приборах с входным сопротивлением, превышающим входное сопротивление известных стандартных вольтметров.

Изобретение относится к технике измерения электрофизических свойств полимерных материалов (ПМ). Устройство для определения удельного объемного электрического сопротивления ПМ содержит источник 3 питания, амперметр 4, ключи 5 и 6, регулируемый источник 8 питания электромагнитов 7, вольтметр 10, токопроводящие электроды (ТПЭ) 1 и 2 для подключения исследуемого образца 13 из ПМ. На диэлектрическую подложку 14 устанавливают исследуемьй образец 13 таким образом, чтобы его концы расположились над ТПЭ 1 и 2, и проводят измерения между различными соседними группами потенциальных ножевых электродов 12, выполненных наборными из тонких металлических пластин, с помощью кон тактных переключателей 9 и 11. Повышается точность измерения неровностей исследуемого ПМ и расширяется диапазон определяемого его удельного электрического сопротивления. 1 з.п. , 2 ил. § (Л

где и - падение напряжения на измеряемом участке образца; I - ток, протекающий по образцу; S - сечение образца полимерного

материала;

1 - длина измеряемого участка, равная расстоянию между двумя соседними потенциальными электродами.

Для получения более точного значения РУ проводят измерения на одном образце между различными соседними группами потенциальных электродов с Помощью первого 9 и второго 11 контактных переключателей.

При измерении удельного объемного электрического сопротивления у полимерных материалов с DV, большим 10 ОМ М, вторым ключом 6 замыкают между собой два соседних потенциальных электрода, т.е. часть сопротивления всего образца шунтируется корот- козамкнутыми электродами, что вызывает рост тока в электрической цепи. Расчет П в этом случае проводится по следующему математическому выра- кению

PV - - 7--) -.

д. о -L 1

де и

в«

напряжение источника питания;I ;1, - ток в электрической цепи

без шунтирующего устройства и с короткозамкнутыми . электродами соответственно; S - сечение образца полимерного материала;

1 - длина измеряемого участка, равная расстоянию между двумя соседними коротко- замкнутыми потенциальными электродами.

Применение двух методов измерения связано с тем, что при определении удельного объемного электрического сопротивления материалов, имеющих Y больше, чем 10 ОМ М, возникает поФормула изобретения

удельного объемного электрического сопротивления полимерных материалов, содержащее последовательно соединенные первый токоподводящий электрод для подключения исследуемого полимерного материала, источник постоянного тока, амперметр, первый ключ и второй токоподводящий электрод, вольтметр, потенциальные ножевые электроды, контактирующие с поверхностью

исследуемого материала, размещенного на диэлектрической подложке, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности и расширения диапазона определяемых сопротивлений,

в него введены два контактных переключателя с числом положений, соответствующим количеству потенциальных ножевых электродов, второй ключ, электромагниты и регулируемый источник питания электромагнитов, при этом потенциальные ножевые электроды соединены с соответствующими неподвижными контактами первого и второго переключателей, подвижный контакт первого из которых соединен с первым входом вольтметра и входом второго ключа, выход которого соединен с вторым входом вольтметра и подвижным контактом второго переключателя, выходы регулируемого источника питания соединены с соответствующими входами электромагнитов, вмонтированных в диэлектрическую подложку соосно потенциальным ножевым электродам.

электроды выполнены наборными из тонких металлических пластин.

фиг. г