Come misurare l'elettricità statica in un prodotto
1. Metodi:
I metodi comunemente utilizzati per misurare l'alta resistenza sono il metodo diretto e il metodo comparativo.
Il metodo diretto prevede la misurazione della tensione CC applicata al campione e della corrente che lo attraversa per determinare la resistenza del campione. I metodi diretti comprendono principalmente il metodo del galvanometro e il metodo dell'amplificazione CC (metodo del misuratore ad alta resistenza). I metodi comparativi includono principalmente il metodo del galvanometro e il metodo del ponte.
2. Precisione:
Per resistori superiori a 10 Ω (10 ohm), l'errore dello strumento deve essere compreso tra ±20%; per resistori non superiori a 10 Ω (10 ohm), l'errore dello strumento deve essere compreso tra ±10%.
3. Protezione:
Il materiale isolante utilizzato negli strumenti di misura ha generalmente solo proprietà simili al materiale da misurare. Gli errori di test nel campione possono essere causati da quanto segue:
① Correnti vaganti causate da tensioni parassite esterne. La loro grandezza è solitamente sconosciuta e mostrano caratteristiche di deriva;
② Il materiale isolante del circuito di misura è collegato in parallelo con la resistenza del campione, un resistore standard o un dispositivo di misurazione della corrente.
L'uso dell'isolamento ad alta-resistenza può migliorare gli errori di misurazione, ma questo metodo rende lo strumento costoso e ingombrante e non fornisce comunque risultati soddisfacenti per i campioni ad alta-resistenza. Un metodo di miglioramento più soddisfacente consiste nell'utilizzare la tecnologia di protezione, che prevede il posizionamento di conduttori di protezione in tutti i principali punti di isolamento per intercettare le correnti vaganti che potrebbero causare errori; questi conduttori sono collegati tra loro per formare un sistema di protezione, creando una rete a tre-terminali con i terminali di misura. Quando il cablaggio è collegato correttamente, tutte le correnti vaganti provenienti da tensioni parassite esterne vengono deviate al di sotto del circuito di misura dal sistema di protezione, riducendo notevolmente la possibilità di errori.
Il potenziale elettrolitico, il potenziale di contatto o il potenziale termoelettrico tra i terminali protetti e quelli protetti del sistema possono essere compensati quando sono piccoli, evitando che causino errori significativi nella misurazione.
Nella misura di corrente, poiché la resistenza tra i terminali protetti e quelli protetti, collegati in parallelo al misuratore di corrente, può introdurre errori, il primo dovrebbe essere almeno 10 volte, e preferibilmente 100 volte, la resistenza di ingresso del misuratore di corrente. Nel metodo a ponte i terminali protetti e quelli di misura hanno all'incirca lo stesso potenziale. Tuttavia, un resistore standard nel ponte è collegato in parallelo alla resistenza tra i terminali non protetti e quelli protetti; pertanto quest'ultimo dovrebbe essere almeno 10 volte, e preferibilmente 20 volte, il resistore standard.
Prima di iniziare il test, scollegare l'alimentazione e il campione per una misurazione preliminare. L'apparecchiatura dovrebbe indicare una resistenza infinita all'interno del suo intervallo di sensibilità. È possibile verificare il corretto funzionamento dell'apparecchiatura utilizzando resistori standard con valori noti.
Resistività del volume
Per misurare la resistività di volume, il sistema di protezione utilizzato dovrebbe essere in grado di compensare gli errori causati dalla corrente superficiale. Per i campioni con perdite superficiali trascurabili, la protezione può essere rimossa durante la misurazione della resistività del volume.
La larghezza dello spazio sulla superficie del campione tra gli elettrodi protetti e quelli di misurazione dovrebbe essere uniforme e lo spazio dovrebbe essere il più stretto possibile senza causare errori di misurazione dovuti a perdite superficiali; nell'uso pratico il minimo è 1 mm.
Resistività superficiale
Per determinare la resistività superficiale, il sistema di protezione utilizzato dovrebbe compensare il più possibile gli effetti della resistività di volume.