Описание установки и схемы испытаний

Схема установки приведена на рис.3. Источник питания обеспечивает получение высокого постоянного напряжения в диапазоне 0 - 500 В, которое прикладывается к испытуемому образцу. Величина приложенного напряжения измеряется вольтметром V. Ток, протекающий через диэлектрик, определяется с помощью шунта и микровольтметра и рассчитывается по формуле

I = U_ш /R_ш.

Напряжение, измеряемое вольтметром, строго говоря, является суммой напряжений на R_д , R_ш и испытуемом образце. Но, принимая во внимание то, что сопротивление испытуемого образца на несколько порядков выше, чем R_д и R_ш, падением напряжения на двух последних можно пренебречь. Тогда сопротивление испытуемого образца R = U / I . В зависимости от схемы подключения электродов ( рис.3,а или 3,б ) полученное сопротивление R является полным объемным R_v или полным поверхностным R_s сопротивлением образца. Удельные сопротивления рассчитываются по формулам:

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Установка включает в себя (рис.4):

* испытательную камеру (8);

* микровольтметр (10);

* вольтметр Щ14 - 13 (9);

* блок источника постоянного напряжения;

* блок питания стенда .

Испытательная камера

Камера изготовлена в виде вращающегося цилиндра, установленного на передней панели стенда, и предназначена для :

* установки испытуемого образца и подключения его к измерительной цепи;

* ограждения токоведущих частей установки;

* автоматического снятия напряжения и заземления установки при открывании испытуемой камеры.

В камере находятся:

· стол - электрод (15) для установки испытуемого образца;

· центральный электрод (17);

· вспомогательный электрод (16);

· блокировочное устройство .

Блок питания стенда

В блок питания стенда входят:

* контактор;

* кнопка “Пуск” контактора (2);

* кнопка “Стоп” (3);

* автомат питания розеток (6);

* сигнальные лампы (1), (5), (18);

* розетки (220 В) (7).

Блок питания стенда обеспечивает:

* подачу напряжения 220 В для питания измерительных приборов;

* подачу напряжения 127 В для питания схемы установки;

* подачу напряжения 220 В на розетки, установленные на передней панели;

* защиту от короткого замыкания и перегрузок по току;

* сигнализацию о подаче напряжения на схему установки, приборы и розетки.

Блок источника постоянного напряжения

Блок предназначен для выпрямления и повышения сетевого напряжения 127 В и обеспечивает:

* выпрямление переменного напряжения;

* повышение постоянного напряжения до 500 В;

* регулировку напряжения в диапазоне 0 ¸ 500 В;

* смену полярности постоянного напряжения;

* разряд и заземление конденсаторов;

* переключение схемы на измерение объемного или поверхностного сопротивления;

* включение и отключение установки;

* ограничение напряжения на шунте до уровня 0,5 В.

Микровольтметр универсальный В7 - 29

Предназначен для измерения постоянного напряжения и постоянного тока малых значений.

* диапазон измеряемых напряжений от 0,00002 до 10 В.

* диапазон измеряемых токов от 10^-17до 10^-13 А.

Вольтметр постоянного тока Щ1413

Предназначен для измерения постоянного напряжения в диапазоне от 1 мВ до 1 кВ.

Подготовка к работе

Перед включением органы управления установки и измерительных приборов должны быть в следующих положениях:

· выключатель (12) - выключен;

· переключатель (11) - выключен;

· автомат (6) - выключен.

В испытательной камере (8) должен быть установлен на столик (15) испытуемый образец. Электроды (16) и (17) установлены соответственно на цент-ральный круг и внешнее кольцо фольги, приклеенной к испытуемому образцу (не допускается замыкание электродов между собой и на экран кабеля электрода 17).

Микровольтметр В7 - 29

· кнопка “Сброс” - нажата;

· кнопка “ Вид измерений” - нажата;

· кнопка “Время установления 10” - нажата;

· кнопка “1 : 1 БЗД” - нажата.

Остальные кнопки отпущены.

Вольтметр Щ 1413

* кнопка “ Сеть” - выключена;

* кнопка “Фильтр” - нажата;

* кнопка “Пределы1000” - нажата;

* кнопка “Период” - нажата.

Остальные кнопки отпущены.

Порядок работы

· Нажать кнопку “Пуск” (2); загорится сигнальная лампа (1).

· Включить автомат (6); загорится сигнальная лампа (5).

· Нажать кнопку “Сеть” вольтметра Щ1413.

· Включить тумблер “Сеть” микровольтметра В7 - 29.

· Отпустить кнопку “Сброс”.

· После прогрева приборов в течение 15 - 20 минут показания на табло микровольтметра должны находиться в пределах ± 0,0002 В. В противном случае вращением оси регулятора “0” установить требуемое значение.

· Нажать кнопку U x0,1 микровольтметра.

· Показания на табло должны быть в пределах ± 0,00002 В. В противном случае установите вращением ручки регулятора “0” напряжения указанные выше пределы.

· Отпустить кнопку Ux 0,1 микровольтметра.

· Переключатель (11) установить в положение, соответствующее выбранной полярности напряжения, подаваемого на образец.

· Тумблер (13) установить в положение, соответствующее выбранной схеме измерения (рис.3).

· Закрыть камеру с испытуемым образцом, поворачивая ее влево до щелчка.

ВНИМАНИЕ!

Не допускается замыкание проводов и электродов (15), (16), (17) между собой или экраном (10) центрального провода (17).

Не допускается приложение больших усилий при закрывании испытательной камеры.

· Включить выключатель (12) вращением рукоятки по часовой стрелке; при этом загорается сигнальная лампа (18). Вращая потенциометр (12), установить требуемое напряжение, контролируя его на табло вольтметра (9). Выключатель и потенциометр совмещены и имеют единую ось (12).

· Отпустить кнопку “Вход замкнут” микровольтметра и по истечении
60 сек. прочитать значение падения напряжения на шунте, создаваемого током, протекающим через диэлектрик.

· Наличие знака > означает перегрузку в цифровой части прибора; для устранения перегрузки необходимо:

а) нажать кнопку “Вход замкнут”;

б) нажать кнопку “Сброс”;

в) увеличить пределы измеряемого напряжения.

· При малом значении величины напряжения:

а) нажать кнопку “Вход замкнут”;

б) уменьшить пределы измеряемого напряжения;

в) отпустить кнопку “Вход замкнут”.

ВНИМАНИЕ!

Множителем х 0,1 пользоваться только на пределе измерения 0,1 В.

· Для смены полярности прикладываемого напряжения необходимо:

1) нажать кнопку “ Вход замкнут”;

2) переключатель (11) установить в вертикальное положение и через

1 - 2 секунды поставить его в требуемое положение;

3) проконтролировать полярность и величину напряжения по вольт-
метру (9);

4) отжать кнопку “ Вход замкнут”;

5) спустя 60 секунд прочитать показания микровольтметра (10).

При необходимости изменить пределы измеряемого напряжения.

· Для изменения схемы включения испытуемого образца необходимо

1) нажать кнопку “Вход замкнут”;

2) переключатель (11) установить в положение “Выключено”;

3) переключить выключатель (13);

4) переключатель (11) установить в положение выбранной полярности;

5) отжать кнопку “Вход замкнут”;

6) спустя 60 секунд, снять показания микровольтметра.

· Для изменения величины напряжения, прикладываемого к образцу:

1) нажать кнопку “Вход замкнут”;

2) ручкой (12) установить необходимое напряжение, контролируя его по вольтметру;

3) отжать кнопку “Вход замкнут”;

4) через 60 секунд снять показания микровольтметра.

· По окончании работы:

1) нажать кнопку “Вход замкнут”;

2)снять напряжение, вращая ручку (12) против часовой стрелки до щелчка, при этом гаснет сигнальная лампа (22);

3) переключатель (11) поставить в положение “Выключено”;

4) отключить автомат (6);

5) выключить измерительные приборы, нажав на каждом кнопку “Сеть”;

6) снять напряжение со стенда, нажав кнопку “Стоп”.

ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ

Определить удельные объемное и поверхностное сопротивления двух образцов изоляционных материалов. Измерения произвести для нескольких значений напряжения в диапазоне 200 - 500 В, при обеих полярностях питающего напряжения. Результаты опытов и расчетов занести в табл. 1.

Построить графики r_v = f(U); r_s =f(U).

Таблица 1

Результаты измерений и расчетов