[其他]一種測量導電橡膠或導電塑料的電阻或電阻率的方法及其測試儀

無效

• 申請號: 85105240
• 申請日: 1985-07-05
• 公開（公告）號: CN85105240A
• 公開（公告）日: 1986-10-01
• 發明（設計）人: 曾憲富;霍玉云;李回昌;陳其鼎;符史琚
• 申請（專利權）人: 華南工學院
• 主分類號: G01R27/14
• 分類號: G01R27/14
• 代理公司: 華南工學院專利事務所
• 代理人: 羅觀祥,李本祥

本發明屬電阻或電阻率測量方法及裝置。

本發明做出以前，國內外測量導電橡膠或導電塑料的電阻尚未有專用測量儀器，僅是國內外標準上規定一定的測量夾具規格，用毫伏表或類似儀表進行測量其電位差，再算出其具體電阻。

已檢索過，國際上用ISO1853標準（International????Standard????1853），國內用GB????2439-81標準。國內外標準中存在的最根本的共同問題是用固體金屬作測量電極，電極與導電橡膠或導電塑料試樣間存在整流接觸，使測量結果產生較大誤差。為此，國內外標準均用有壓法測量，對試樣施加65.7牛頓/米寬的壓力，以圖改善接觸問題。雖所加壓力一定，但因各種橡膠試樣模數不同，則在恒定負荷下變形就不一樣，因而不可避免地引起較大測量誤差。而且，試樣在測試前要進行70±1℃、2小時的加熱處理，試樣結構亦會發生變化，所以采用這些標準有壓法測量所得數據，只能作為相對衡量的數據，并不能測出試樣在室溫自由狀態下的電阻率的真實值。同時，國內外以往均不能測量導電橡膠或導電塑料成品的電阻值。

本發明的目的就是為了克服上述國內外標準有壓法測量的加熱、加壓的麻煩及由此引起的測量誤差大和無法測出室溫自由狀態下試樣的電阻率的真實值或成品的電阻值等各種缺點，從而能測量出導電橡膠或導電塑料半成品或成品的電阻或電阻率的真實值。

本發明的要點在于采用鎵-銦液態合金作接觸電極，以無壓接觸的方法測量通過導電橡膠或導電塑料的電壓降V和電流I，然后通過V/I-R轉換電路而測得其電阻或電阻率。鎵-銦液態合金電極所采用的鎵-銦液態合金是按重量比鎵占80～95%、銦占5～20%的比例，在真空度為1×10^-5Torr的石英舟容器內加熱到500～600℃，保溫1～2小時配制而成。把這液態合金灌裝于如圖1所示設計的無壓接觸新型電極夾具中，便成為測量用的鎵-銦液態合金電極夾具。測量時，從圖1的1、2、3、4，各孔注入液態合金，通過底座連通槽，讓其從放置試樣的底座平臺小孔中自然滲出，把試樣按100×10×1～3mm的尺寸栽好后，放置于滲出的液態電極上面，便能與試樣良好接觸，無需加熱、加壓，便能準確測量試樣的電阻、電阻率值。

上述無壓法測試儀如圖2所示。其是采用半導體、集成電路設計制造的。其測量原理如下：

對于矩形試樣體積大小與電阻及電阻率之間的關系為：

R＝ρ· (L)/(W·d) ……（1）

式中：L、W、d-分別為試樣的長、寬、厚（厘米）。

R-試樣電阻（歐姆）。

ρ-試樣電阻率（歐姆·厘米）。

沿L方向通以恒定電流I，則試樣兩端的電位為：

V＝IR……（2）

以（2）式代入（1）式整理得：

ρ＝ (W·d)/(L) · (V)/(I) ……（3）

若取L＝W，則（3）式可簡化為：

ρ＝d· (V)/(I) ＝d·R……（4）

沿試樣L方向通以恒定電流I（毫安），在電壓電極上測得電壓降V（毫伏），本儀器將V/I轉換成R，從電阻指示表直接讀出R值，依（4）式可計算電阻率ρ之值。同理可測量成品的電阻或電阻率之值。

無壓法測試儀電路原理方框圖如圖3所示。其主要包括穩壓電源（11和14）、恒流源（12）、測量轉換電路（15）。

其電路圖如圖4所示。元件型號、規格、數值如附表1所示。其工作原理如：

D₁～D₄、DW₁、T₁～T₃、C₁～C₂、R₁～R₄共同組成+15V穩壓電源（11）。

T₄～T₅、DW₂、R₅～R₁₀、W₁～W₅共同組成恒流源電路（12）。轉換開關K_2～C，可使電位器W₅分別連接電阻R₇～R₁₀，便可分別得到10mA、1mA、100μA、10μA的恒定電流通過被測試樣RU（13）。