Устройство для определения удельного объемного электрического сопротивления полимерных материалов

(51)4 С 01 К 27/02 3 СГГ" ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московский институт тонкой химической технологии им. М,В.Ломоносова и Загорский филиал Научно-исследовательского института резиновойпромышпенности(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯУДЕЛЬНОГО ОБЪЕМНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГОСОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНЬИ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к технике измерения электрофизическихсвойств 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 иэ ПМ. На диэлектрическую подложку 14 устанавли" вают исследуемый 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 конЙ тактных переключателей 9 и 11. Повышается точность измерения неровностей исследуемого ПМ и расширяется диапазон определяемого его удельногоэлектрического сопротивления. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.137Изобретение относится к технике измерений электрофизических свойств полимерных материалов и изделий из них и может быть использовано для определения удельного объемного электрического сопротивленияэтих материалов.Цель изобретения - повышение 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, первый контактный 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 2252 2нагрузки потенциальные ножевые элекгроды плотно прижимаются к поверхности исследуемого образца, что обеспечивает надежный их электрический контакт за счет проникновения электродовсквозь слой загрязнений и выцветшихна поверхности ингредиентов.При выполнении потенциальных ножевых электродов наборными эа счет смещения отдельных пластин в зависимости от рельефа поверхности материалаони учитывают различные возможныемикронеровности и контакт обеспечива ется по всей ширине образца. Первыйконтактный переключатель 9 переключается в такое начальное положение, прикотором его подвижный контакт замыкается на соответствующий потенциальныйэлектрод, а второй контактный переключатель 11 переводится на соседнийс первым потенциальный электрод. Второй ключ 6 при измерениях, проводящихся на образцах с малым значением25 до 10 Ом м, устанавливается в положение "Выключено".Непосредственно перед началомизмерений напряжение с электромагнитов 7 снимается,. т.е. снимается ЗО нагрузка с потенциальных электродов,что обеспечивает релаксацию напряжений в полимерном материале, при этом восстанавливаются его электрические свойства и контакт с электроЗ 5 дами не нарушается. На токоподводящие электроды подается напряжение от источника 3 питания. При этом по всему объему образца протекает электрический ток, измеряемый ампер метром 4, й о величине электрического сопротивления судят по падению напряжения, измеряемого вольтметром 10 с большим входным сопротивлениемКщ,р, между соседними потенциаль ными электродами. Падение напряжениямежду ними определяется суммой сопротивления измеряемого участка и контактных сопротивлений.Поскольку в устройстве максималь но снижена величина контактного сопротивления и поверхностной проводимости, измеряемая величина падения напряжения определяетск электрическим сопротивлением исследуемого ма териала, и отсутствие механическойнагрузки на потенциальные электроды.не вносит искажений в измеряемую величину. После измерения падения напряжения величину удельного объем ного электрического сопротивлениярассчитывают по Формуле11 13722524требность в измерительных приборах с входным сопротивлением, превышающим входное сопротивление известных стандартных вольтметров.545 50 где Б - падение напряжения на измеряемом участке образца;1 - ток, протекающий по образцу;Б - сечение образца полимерногоматериала;1 - длина измеряемого участка,равная расстоянию между двумя соседними потенциальнымиэлектродами.Для получения более точного значенияпроводят измерения на одномобразце между различными соседнимигруппами потенциальных электродовс помощью первого 9 и второго 11 контактных переключателей,При измерении удельного объемногоэлектрического сопротивления у полимерных материалов с , большим10 Ом м, вторым ключом 6 замыкают8между собой два соседних потенциальных электрода, т.е. часть сопротивления всего образца шунтируется короткозамкнутыми электродами, что вызывает рост тока в электрической цепи.Расчетв этом случае проводитсяпо следующему математическому выра,жению 0 вх БекБч 1 1 югде Б- напряжение источника питания;1 ;1, - ток в электрической цепибез шунтирующего устройства и с короткозамкнутыми,электродами соответственно;Б - сечение образца полимерного материала;1 - длина измеряемого участка,равная расстоянию междудвумя соседними короткозамкнутыми потенциальнымиэлектродами.Применение двух методов измерениясвязано с тем, что при определенииудельного объемного электрическогосопротивления материалов, имеющихбольше, чем 10 Ом м, возникает по 0 10 15 20 25 30 35 40 Формула изобретения 1. Устройство для определения 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, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диа" пазона 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. 2, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюуменьшения влияния поверхностныхнеровностей исследуемого полимерногоматериала, потенциальные ножевые электроды выполнены наборными изтонких металлических пластин.1372252 г.Г рректор ВГирня Заказ 477/37ВНИИ шская н 4е п е п иятие, г,умгород, ул.Проектная,П дственно-полиграфическое предприятиПроизводстве Составитель Л.Муранодактор П,Гереши Техред А.Кравчук Тирам 772 ПИ Государственного к по делам изобретений и 13035, Москва, Ж, Рау