[发明专利]测量抗静电橡胶(塑料)体积电阻的方法及其测试仪

说明书

本发明属于体积电阻测量方法及测试仪器。

国内外测量抗静电橡胶或抗静电塑料体积电阻尚未有专用的测试仪器，只是在国际或国内标准上规定一定的测量夹具规格，用毫伏表或类似仪表进行测量其电位差，再算出电阻率。已经检索过，外国用ISO1853标准（InternationalStandard1853），国内用GB2439-81标准。国内外标准中存在最根本的共同问题是用固体金属作测量电极，电极与橡胶或塑料试样间存在整流接触，使测量结果产生较大的误差。因此，国内外标准均用有压法测量，对试样施加65.7牛顿/米宽的压力，以图改善接触问题，虽所加压力一定，但因各种硫化胶试样模数不同。则在恒定负荷下其变形就不一样，因而不可避免引起较大的测量误差。而且，试样在测试前要进行70±1℃，2小时的加热处理，硫化胶结构亦会发生变化，所以采用有压法测试标准得到的数据只能作为相对衡量数值，而无法测出试样在室温自由状态下的体积电阻、电阻率的真实值。

本发明的目的是为了克服上述标准有压法必须加热、加压而引起测量误差较大和无法测量试样在室温自由状态下的体积电阻、电阻率的真实值等各种缺点，首次提出用高频无接触方法进行测量。其原理是将试样置于一个特别设计的1.5～2.0兆赫的高频电场中，使试样高分子内部产生涡流，从而增加了调谐迥路中振荡能量的损耗，测量出谐振回路Q值的变化，並根据能量损耗与高分子内部电阻大、小的关系，计算出试样的体积电阻或电阻率;也可以应用导纳转换电阻线路，从仪表上直读出体积电阻值来，该测试仪的面板示意图如图1所示。包括电源开关1'、调节旋扭2'、3'，直读体积电阻值R或Q值表4'，测量电极夹具5'。仪器内部电路板主要包括稳压电源电路1、高频振荡电路2、电压放大电路3、低阻抗输出电路4和电阻测量谐振电路5，如图2所示，其各部分工作原理如下：

稳压电源1给其它全部电路提供了+12伏的稳定电源。振荡电路2产生1.5～2.0兆赫频率可调的高频信号，经电压放大级3进行放大后，在低阻抗输出级4取得输出，进入体积电阻测量线路中並与电极夹具和试样产生回路振荡，测量其能量损耗，转换成体积电阻值。

测试仪的稳压电源电路图如图3所示。其工作原理如下：

D₁～D₄、C₁～C₂组成整流、滤波电路。

T₁～T₃、DW₁～DW₂、C₃～C₄、R₁～R₅共同起电压调整和稳压输出作用。

高频振荡、放大与输出电路如图4所示，其工作原理如下：

T₄、C₅～C₉、C₁₁～C₁₂、R₆～R₈、W₁、L₁、共同组成高频振荡电路2。产生1.5～2.0兆赫频率可调的信号。

T₅～T₆、DW₃、R₁₀～R₁₄、C₁₀共同组成电压放大电路3。把前级产生的高频信号进行电压放大。

T₇～T₈、R₁₅～R₁₉、C₁₃～C₁₄、L₂～L₃共同组成低阻抗输出级4。电压输出从L₃两端获取，输出电压大小可由W₁调节。

图3和图4的线路元件型号、规格、数值如附表1所示。

电阻测量谐振电路如图5所示，其原理是从低阻抗输出级4取得1.5～2.0兆赫高频信号，输入电阻测量谐振线路回路中，调整可变电容C_X使与电极夹具E和试样S产生振荡，通过导纳转换可以将体积电阻值R直接测量出来。

根据图5，电路阻抗

式中：R_X-试样体积电阻值;（欧姆）

j-系数（与夹具和样品有关）;

ω-高频电场的圆频率;（赫芝）