Устройство для определения удельного объемного электрического сопротивления полимерных материалов

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (51)4 G 01 R 27/02

ЗСГГ"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г, 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 4044748/24-2 1 (22) 28.03.86 (46) 07.02.88, Бюл. й- 5 (71) Московский институт тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова и Загорский филиал Научно-исследовательского института резиновой промышпенности (72) М.Ю.Бродский, А.С.Малевский-Малевич, А.К.Евменов, О.В.Харламов, А.А.Блинов и В,Ф.Ионова (53) 621 ° 317.33(088.8) (56) Производство шин, резинотехнических и асботехнических изделий, 1968, ))- 9, с. 18-21. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

УДЕЛЬНОГО ОБЪЕМНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНЬИ МАТЕРИАЛОВ (57) 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 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 кон9 тактных переключателей 9 и 11. Повышается точность измерения неровностей исследуемого ПМ и расширяется диапазон определяемого его удельного электрического сопротивления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

137

Изобретение относится к технике измерений электрофизических свойств полимерных материалов и изделий из них и может быть использовано для определения удельного объемного электрического сопротивления f)„ этих 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 2 нагрузки потенциальные ножевые элекгроды плотно прижимаются к поверхности исследуемого образца, что обеспечивает надежный их электрический кон5 такт за счет проникновения электродов сквозь слой загрязнений и выцветших на поверхности ингредиентов.

При выполнении потенциальных ножевых электродов наборными эа счет смещения отдельных пластин в зависимости от рельефа поверхности материала они учитывают различные возможные микронеровности и контакт обеспечива15 ется по всей ширине 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 P„

25 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 электроЗ5 дами не нарушается. На токоподводящие электроды подается напряжение от источника 3 питания. 11ри этом по всему объему образца протекает электрический ток, измеряемый ампер40 метром 4, и о величине электрического сопротивления судят по падению напряжения, измеряемого вольтметром

10 с большим входным сопротивлением

R „,, между соседними потенциаль45 ными 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 определяетск электрическим сопротивлением исследуемого ма55 териала, 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 т

1372252

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

50 где U — 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 б 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 P„, большим

10 Ом м, вторым ключом 6 замыкают

8 между собой два соседних потенциальных электрода, т.е. часть сопротивления всего образца шунтируется короткозамкнутыми электродами, что вызывает рост тока в электрической цепи.

Расчет Р в этом случае проводится по следующему математическому выра,жению 0вх Пех

v ю где U — напряжение источника питания; — 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 короткозамкнутыми потенциальными электродами.

Применение двух методов измерения связано с ТрМ что при определении удельного объемного электрического сопротивления материалов, имеющих » больше, чем 10 Ом м, возникает по0

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 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.

2, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения влияния поверхностных неровностей исследуемого полимерного материала, потенциальные ножевые электроды выполнены наборными из тонких металлических пластин.

1372252

puz Г

Составитель Л.Муранов

Корректор В ° Гирняк

Редактор 11.Гереши Техред А.Кравчук

Заказ 477/37 Тирам 772

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по де елам изобретений и открытий б. . 4/5

113035, Москва, 5-35, Раушская на ., д.

4 е п е п иятие, г.умгород, ул.Проектная, П дственно-полиграфическое предприяти

Производстве