ГОСТ Р 50499-93 (МЭК 93-80) Материалы электроизоляционные твердые. Методы определения удельного объемного и поверхностного сопротивления

5. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ И ТОЧНОСТЬ

5.1. Методы измерения

Обычно употребляют прямые или сравнительные методы измерения высоких значений сопротивления.

Прямые методы базируются на одновременном измерении значения постоянного напряжения, подаваемого на образец с неизвестным сопротивлением и током, протекающим через него (метод вольтметра-амперметра).

Методы сравнения устанавливают соотношение неизвестного сопротивления и сопротивления известного резистора с помощью мостовой схемы или сравнением токов через сопротивления при фиксированном напряжении.

Примеры, иллюстрирующие эти принципы приведены в приложении А.

Метод вольтметра-амперметра требует наличия достаточно точного вольтметра, но чувствительность и точность метода зависят в основном от характеристик измерительного устройства, которым может являться гальванометр, прибор с электронным усилением или электрометр.

Метод моста требует наличия чувствительного детектора тока в качестве нуль-индикатора, а точность в основном определяется известными резисторами плеча моста, которую можно получить с высокой сходимостью и стабильностью в широком диапазоне сопротивлений. Точность метода сравнения токов зависит от точности известного резистора и от стабильности и линейности прибора измерения тока, включая измерительные резисторы и т.д., при этом точные значения тока не имеют значения при наличии постоянного значения напряжения. Для сопротивлений порядка 10 Ом можно использовать определение удельного объемного сопротивления в соответствии с п.10.1 с использованием гальванометра в методе вольтметра-амперметра. Для более высоких значений сопротивления рекомендуется использовать усилитель постоянного тока или электрометр.

По методу моста нельзя непосредственно измерить ток в короткозамкнутом образце (см. п.10.1). Метод с использованием устройства, измеряющего ток, позволяет автоматически регистрировать ток, что облегчает контроль стабильности измерений (см. п.10.1). Имеются специальные схемы и приборы для измерения высоких сопротивлений. Их можно использовать при условии, если они достаточно стабильны и точны при необходимости обеспечивают соответствующее закорачивание образца и измерение тока перед включением напряжения.

5.2. Точность

Измерительное устройство должно обеспечивать определение значения неизвестного сопротивления с суммарной точностью не менее ±10% для сопротивлений меньше 10 Ом и ±20% для более высоких значений (см. приложение А).

5.3. Защита

Изоляция измерительных схем изготовлена из материалов, в лучшем случае имеющих свойства, сравнимые с испытуемыми материалами.

Ошибки измерений образца могут быть связаны:

а) с паразитными токами от паразитных внешних напряжений, которые обычно имеют неизвестную величину и произвольный характер;

б) с непроизвольным шунтированием сопротивления образца, эталонного резистора или устройства измерения тока изоляцией, которая имеет неизвестное сопротивление, возможно переменное по величине.

Полностью избежать этих погрешностей можно, используя насколько возможно высокие значения сопротивления изоляции на всех участках схемы. Это может привести к созданию громоздких устройств, которые вместе с тем не могут обеспечить измерения сопротивления изоляции выше нескольких сотен МОм. Более удовлетворительных результатов можно добиться, используя методику защиты.

Защита обеспечивается введением во всех критических изолированных участках схемы защитных проводников, которые прерывают все паразитные токи, которые в противном случае могут привести к ошибкам измерения. Защитные проводники соединены между собой, образуя защитную систему, формируя вместе с измерительными терминалами трехтерминальную сеть.

При соответствующем соединении паразитные токи от паразитных внешних напряжений шунтируются от измерительной цепи схемы защитной системой; сопротивление изоляции от любого измерительного терминала к защитной системе шунтирует элемент цепи схемы, который должен иметь намного меньшее сопротивление, и тогда сопротивление образца является единственным прямым путем между измерительными терминалами. Используя такую методику, можно значительно уменьшить вероятность погрешности.

На черт.1 приведена принципиальная схема подключения защищенных электродов для измерения объемного и поверхностного сопротивлений.

Принципиальная схема соединения защищенных электродов

     
Черт.1

На черт.5 и 7 приведено соответствующее использование защитной системы для метода, включающего измерение тока, где защитная система присоединена к точке соединения источника напряжения и устройства для измерения тока.