Uso del método de cuatro sondas de CC para medir la resistividad de semiconductores
1 Principio de prueba:
Cuando se disponen cuatro sondas metálicas en línea recta, y Cuando se presiona una cierta presión sobre el material semiconductor, una corriente I pasa entre las sondas 1 y 4, y se genera una diferencia de potencial V entre las sondas 2 y 3 (como se muestra en la figura). a la fórmula, Calcule la resistividad del material:
Entre ellos, C es el coeficiente de sonda (cm) de las cuatro sondas, y su tamaño depende del método de disposición y del paso de las agujas de las cuatro sondas.
2. Funcionamiento del instrumento:
(1) Preparación antes de la prueba:
1. Inserte el enchufe en la toma de corriente en la parte posterior del instrumento. y coloque el interruptor de encendido en la posición de apagado;
2. Coloque el interruptor de modo de trabajo en la posición de "cortocircuito" y el interruptor actual en la posición emergente
3; Conecte el enchufe de cable blindado del marco de prueba manual al enchufe de entrada de la caja eléctrica;
4. Realice ciertos tratamientos en las muestras de prueba (como chorro de arena, limpieza, etc.); >
5. Ajuste la temperatura y la humedad interior para cumplir con los requisitos de la prueba.
(2) Prueba:
Primero coloque el interruptor de encendido en la posición de encendido y realice la medición. interruptor de selección a "cortocircuito", aparecerá una pantalla digital y se encenderá durante media hora para calentarse.
1, coloque la muestra, presione hacia abajo la sonda, coloque el interruptor de selección de medición en el. posición de "medición" y coloque el interruptor de polaridad encima del interruptor;
2 Seleccione el rango de voltaje y el rango de corriente apropiados, y la pantalla digital es básicamente "0000", si hay un número al final. , puede girar la perilla de ajuste cero para mostrar "0000"
3. Configure el interruptor de modo de trabajo en "Ajuste I", presione el interruptor actual y gire la perilla de ajuste de corriente dinámica para que el la pantalla digital es "1000", que es el valor de escala completa de cada rango actual;
4. Luego presione el interruptor de polaridad para que la pantalla digital también sea 1000±1. el modo de trabajo cambia a 1 o 6,28 (posición 1 cuando el espacio entre sondas es de 1,59 mm y 6,28 cuando el espacio entre sondas es de 1 mm
(Después de ajustar la corriente, siga los pasos anteriores; no es necesario); para repetirlo en mediciones futuras, siempre que se presione el interruptor actual después del ajuste, el valor medido se puede leer directamente desde la pantalla digital.)
5, si la pantalla digital se apaga y solo "1" " permanece, significa que si el valor de voltaje excede este rango, puede girar el interruptor de rango de voltaje a un nivel más alto;
6. Después de leer, gire el interruptor de polaridad hacia el otro lado para leer el valor medido con polaridad negativa. El promedio de los valores medidos es el valor de resistividad de la muestra en ese lugar.
3. la presión debe ser moderada para evitar dañar la sonda;
2. Dado que la resistencia de la superficie de la muestra puede estar distribuida de manera desigual, se deben medir varios puntos más en una muestra y luego se debe tomar el valor promedio;
3. La resistividad real de la muestra todavía está relacionada con su espesor. También debe verificar el coeficiente de corrección de espesor en el apéndice y realizar correcciones.
1. midiendo la resistencia de carga capacitiva, ¿cuál es la relación entre la corriente de cortocircuito de salida del probador de resistencia de aislamiento y los datos de medición?
¿Por qué? Puede reflejar el tamaño de la resistencia interna de la fuente de alto voltaje salida por el megaóhmetro. Cuando el producto bajo prueba tiene capacitancia, al comienzo del proceso de prueba, la fuente de alto voltaje en el probador de resistencia de aislamiento carga el capacitor a través de su resistencia interna y carga gradualmente el voltaje al valor de alto voltaje nominal de salida de la resistencia de aislamiento. ensayador. Obviamente, si el valor de capacitancia de la muestra de prueba es grande, o la resistencia interna de la fuente de alto voltaje es grande, el proceso de carga llevará más tiempo. Su longitud puede determinarse por el producto de la carga R y C (en segundos). Tenga en cuenta que la corriente que carga el condensador y la corriente que fluye a través de la resistencia de aislamiento del producto bajo prueba fluyen juntas hacia el probador de resistencia de aislamiento durante la prueba. La corriente medida por el probador de resistencia de aislamiento no solo contiene el componente de resistencia de aislamiento, sino que también agrega el componente de corriente de carga del capacitor. En este momento, el valor de resistencia medido será menor.
Por ejemplo: un probador de resistencia de aislamiento con un voltaje nominal de 5000 V, si su corriente de salida de cortocircuito es de 80 μA (producido por ***Tekashi de Japón), su resistencia interna es de 5000 V/80 μA = 62 MΩ
Por ejemplo: la capacidad de la muestra es 0.15μF, entonces la constante de tiempo τ=62MΩ×0.15μF≈9 (segundos), es decir, a los 18 segundos, la corriente de carga en el capacitor sigue siendo 11.3 µA.
Se puede observar que la resistencia equivalente formada únicamente por la corriente de carga es 5000 V/11,3 μA = 442 MΩ. Si el aislamiento normal es de 1000 MΩ, el valor de aislamiento medido que se muestra es de solo 306 MΩ. Este valor de prueba ya no puede reflejar la verdadera condición del valor de aislamiento, y el valor de prueba cambia principalmente con el cambio de la capacidad de carga capacitiva, es decir, si la capacidad es pequeña, el valor de resistencia de prueba es grande si la capacidad es grande; , el valor de resistencia de la prueba es pequeño.
Por lo tanto, para garantizar valores de prueba precisos de R15 y R60, se debe seleccionar un probador de resistencia de aislamiento de gran capacidad con velocidad de carga rápida. Las regulaciones pertinentes en mi país requieren que la corriente de cortocircuito de salida de un probador de resistencia de aislamiento sea superior a 0,5 mA, 1 mA, 2 mA o 5 mA. En situaciones con requisitos altos, un probador de resistencia de aislamiento con un cortocircuito de salida mayor. -La corriente del circuito debe seleccionarse tanto como sea posible.
2. ¿Por qué al medir el aislamiento, no solo se requiere medir el valor de resistencia simple, sino también la relación de absorción y el índice de polarización?
En la prueba de aislamiento, el valor de resistencia de aislamiento en un momento determinado no puede reflejar completamente el rendimiento de aislamiento de la muestra. Esto se debe a las dos razones siguientes, por un lado, el volumen de materiales aislantes. el mismo rendimiento Cuando el volumen es grande, la resistencia de aislamiento es pequeña, y cuando el volumen es pequeño, la resistencia de aislamiento es grande. Por otro lado, los materiales aislantes tienen procesos de relación de absorción de carga y procesos de polarización después de aplicar alto voltaje. Por lo tanto, el sistema de energía requiere que la relación de absorción, es decir, la relación de R60s y R15s, y el índice de polarización, es decir, la relación de R10min y R1min, se midan durante la prueba de aislamiento del transformador principal, el cable y el motor. , etc., y utilice estos datos para determinar la condición del aislamiento. Los pros y los contras.
3. En un entorno de prueba de alto voltaje y alta resistencia, ¿por qué se requiere que el instrumento esté conectado al terminal "G"?
Cuando se aplica un voltaje nominal más alto a ambos extremos del producto bajo prueba y la resistencia de aislamiento es alta, la superficie del producto bajo prueba estará mojada y la fuga causada por la contaminación será mayor, y el error de indicación será mayor. El extremo "G" del instrumento evita la corriente de fuga en la superficie del producto probado para que la corriente de fuga no pase a través del circuito de prueba del instrumento y elimina los errores causados por la corriente de fuga.
4． Al calibrar el alto voltaje CC de salida nominal en ambos extremos de ciertos modelos de instrumentos aislados "L" y "E", use la configuración DCV del multímetro de puntero para medir el voltaje en L y E. ¿Por qué cae mucho el voltaje? ¿Mientras que el multímetro digital no?
Utilice un multímetro de puntero común para medir directamente la salida de voltaje CC nominal mediante el probador de resistencia de aislamiento en los extremos "L" y "E". El resultado de la medición es mucho menor que el valor de voltaje nominal nominal (excede). rango de error), pero no con un multímetro digital. Esto se debe a que la resistencia interna del multímetro analógico es pequeña, mientras que la resistencia interna del multímetro digital es relativamente grande. La resistencia interna del multímetro de puntero es pequeña y el voltaje de salida del terminal L-E del probador de resistencia de aislamiento es mucho menor que el voltaje de salida durante el funcionamiento normal. Sin embargo, es incorrecto usar un multímetro para medir directamente el voltaje de salida de un probador de resistencia de aislamiento. Debe usar un medidor electrostático de alto voltaje con una resistencia interna grande o usar un divisor de voltaje u otro método con una resistencia de carga suficientemente grande. medirlo.
5． ¿Puedo usar un megaóhmetro para medir directamente el producto cargado bajo prueba? ¿Cuál es el impacto en los resultados y por qué?
Para seguridad personal y pruebas normales, en principio, no está permitido medir elementos de prueba cargados. Si desea medir el elemento de prueba cargado, no causará daños al instrumento (en poco tiempo). ), pero el resultado de la prueba es inexacto, porque después de cargar, el producto bajo prueba está conectado con otras muestras, por lo que los resultados obtenidos no pueden reflejar verdaderamente los datos reales, sino el valor de resistencia en paralelo o en serie con otras muestras.
6. ¿Por qué un probador electrónico de resistencia de aislamiento puede producir un alto voltaje de CC cuando se alimenta con varias baterías?
Esto se basa en el principio de conversión de CC y se procesa mediante un circuito de refuerzo para aumentar el voltaje de suministro más bajo a un voltaje de CC más alto. mayor salida. voltaje CC, el alto voltaje generado es mayor pero la potencia de salida es menor. (Por ejemplo, unas cuantas pilas de un bastón eléctrico pueden producir decenas de miles de voltios de alto voltaje)
7. Al medir la resistencia de aislamiento con un probador de resistencia de aislamiento, ¿qué factores pueden causar datos de medición inexactos?
A) El voltaje de la batería es insuficiente. El voltaje de la batería es demasiado bajo, lo que hace que el circuito no funcione correctamente, por lo que las lecturas medidas son inexactas.
B) El método de conexión del cable de prueba es incorrecto. Por error, los terminales "L", "G" y "E" están conectados incorrectamente, o los terminales "G", "L" y los terminales "G" y "E" están conectados a ambos extremos del producto. bajo prueba.
C) El terminal "G" no está conectado. El producto bajo prueba puede sufrir errores causados por fugas de corriente debido a factores como la contaminación y la humedad, lo que resulta en pruebas inexactas. En este momento, el terminal "G" debe estar conectado para evitar errores causados por fugas de corriente.
D) Demasiada interferencia. Si el producto bajo prueba está sujeto a interferencias electromagnéticas excesivas del medio ambiente, la lectura del medidor saltará. O el puntero se mueve. causando lecturas inexactas.
E) Error de lectura humana. Cuando se mide con un probador de resistencia de aislamiento tipo puntero, el valor de indicación es inexacto debido a un error de ángulo de visión artificial o un error de escala.
F) Error del instrumento. El instrumento en sí tiene un error demasiado grande y necesita ser recalibrado.
8. Al medir una carga capacitiva en el campo de un medidor de aislamiento de alta resistencia (como un transformador principal), el puntero muestra que el valor de resistencia cae repentinamente en un cierto rango (no una oscilación lenta y pequeña dentro del rango de valor máximo durante condiciones normales). pruebas) y oscila rápidamente hacia adelante y hacia atrás ¿Cuál es el motivo?
Este fenómeno es causado principalmente por descargas y chispas en una determinada parte del sistema de prueba. El medidor de aislamiento se está cargando al objeto de prueba capacitivo Cuando el objeto de prueba capacitivo se carga a un cierto voltaje, si hay una descarga e ignición en cualquier parte de la línea de prueba dentro del medidor o del objeto de prueba, ocurrirá el fenómeno anterior. . Método de evaluación: (1) No conecte el enchufe de prueba del instrumento a la línea de prueba, encienda la alimentación y el alto voltaje y vea si hay chispas en el instrumento (si hay chispas, puede escuchar el sonido de descarga y chispas ). (2) Conecte los cables de prueba L, G y E sin conectarlos al producto bajo prueba. Deje la abrazadera del extremo del cable de prueba L flotando en el aire. Encienda el alto voltaje para ver si hay chispas en el cable de prueba. . Si hay chispas, verifique: a) Si los cables centrales de los cables de prueba L y G (extremo L) están demasiado cerca del cable expuesto (extremo G), provocando arcos y chispas. b) El contacto deficiente entre el enchufe del cable central del extremo L y el anillo de protección del zócalo de prueba o la pinza de prueba y el producto bajo prueba provoca chispas. c) Hay un circuito roto entre el cable de prueba, el enchufe y el clip, lo que provoca una descarga del espacio. (3) Conecte el producto bajo prueba y verifique si hay descarga o chispa cerca del punto de contacto entre la abrazadera del terminal y el producto de prueba. (4) Elimine las razones anteriores, conecte el producto bajo prueba y encienda el alto voltaje. Si el instrumento aún presenta el fenómeno anterior, significa que la falla del aislamiento del producto bajo prueba causa una descarga parcial o formación de arcos.
9． ¿Por qué son diferentes los valores medidos de diferentes probadores de resistencia de aislamiento?
Debido a la fuente de voltaje no ideal de la fuente de alimentación de prueba del probador de resistencia de aislamiento de alto voltaje, diferente resistencia interna Ri, diferente resistencia en serie Rm del bucle de medición, diferente precisión de medición dinámica y errores irrazonables en operaciones de medición in situ, etc. Habrá diferencias en los resultados de medición del mismo producto probado por diferentes modelos de probadores de resistencia de aislamiento. Durante la medición real, se deben combinar las particularidades de las condiciones de prueba de aislamiento del probador de resistencia de aislamiento para minimizar varios posibles errores de medición: (1) Cuando diferentes tipos de medidores de aislamiento miden la misma muestra, se debe usar el mismo nivel de voltaje y método de cableado. . Por ejemplo, cuando se mide el aislamiento del devanado de alto voltaje de un transformador de potencia, cuando la salida del devanado siempre está conectada al terminal L del probador de resistencia de aislamiento, existe un método directo en el que el terminal E está conectado a el devanado de bajo voltaje y la carcasa, mientras que el terminal G se deja flotando. El devanado de bajo voltaje y el botón del terminal G están conectados al método de blindaje de la carcasa (el botón del terminal G está conectado a la superficie de); el casquillo del devanado de alto voltaje y el botón del terminal E se conectan primero al devanado de bajo voltaje y luego se conectan o no a la carcasa respectivamente. Dos métodos de blindaje de carcasa (blindaje de alto potencial). El terminal E está conectado a la carcasa, mientras que el terminal G está conectado al devanado de bajo voltaje y otros métodos de cableado.
Los probadores de resistencia de aislamiento con diferentes estructuras y estándares tienen diferentes potenciales de botón del terminal G, y la posición del botón del terminal G en la superficie de la carcasa también debe cambiar en consecuencia. (KD2677 es un escudo de bajo potencial, es decir, el botón del terminal G es de bajo potencial). (2) Los diferentes modelos de probadores de resistencia de aislamiento tienen diferentes rangos de medición y diferentes métodos de escala para los valores de indicación, diferentes resoluciones de escala y diferentes niveles de precisión de medición, lo que causará diferencias en los valores de indicación. Para garantizar una medición precisa de los equipos eléctricos, evite el uso de meggers con baja precisión e inconvenientes de uso. (3) La mayoría de las muestras de prueba contienen componentes capacitivos y tienen fenómenos de polarización dieléctrica. Incluso si las condiciones de prueba son las mismas, es difícil obtener una repetibilidad de datos ideal. (4) Al medir, la temperatura del medio aislante y la temperatura del aceite deben ser consistentes con la temperatura ambiente, y generalmente se permite que la diferencia sea ±5. (5) El valor de la medición debe leerse lo antes posible dentro del rango de diferencia horaria permitido del período de tiempo específico. Para garantizar que el error de medición no sea superior a ±5, se permite que el tiempo de lectura de R60S tenga un error de ±3S, mientras que el tiempo de lectura de R15S no debe diferir en ±1S. (6) La fuente de alimentación de prueba de alto voltaje no es una fuente de voltaje ideal. Cuando la carga es pesada (la resistencia de aislamiento del producto bajo prueba es pequeña), el voltaje de salida es menor que su valor nominal, lo que causará una falla única. -El probador de resistencia de aislamiento del método de medición de lectura directa de rama tiene una precisión de medición deficiente Disminuida debido al cambio en el coeficiente de conversión. Este cambio varía según las características de carga de la fuente de alimentación probada por el probador de resistencia de aislamiento. (7) Para los probadores de resistencia de aislamiento con diferentes indicadores de capacidad de prueba dinámica, existen diferencias en el proceso de establecimiento del voltaje de prueba en el producto de prueba (y la resistencia de muestreo) y la capacidad de carga del producto de prueba, y los resultados de la medición también Use un probador dinámico más bajo que Al medir el probador de resistencia de aislamiento que prueba el valor umbral del índice de capacidad, debido a la red inercial del instrumento (incluida la inercia mecánica del instrumento puntero), la velocidad de respuesta de la indicación. El valor es lento y es demasiado tarde para reflejar correctamente el cambio del valor de resistencia de aislamiento real de la muestra a lo largo del tiempo, especialmente en la etapa inicial de la prueba, la corriente de carga del capacitor no decae completamente a cero, lo que causará. Errores grandes (demasiado pequeños) en los valores de lectura del R15S y de la relación de absorción. (8) La condición de polarización del medio aislante de la muestra está relacionada con la magnitud del voltaje de prueba aplicado. Debido a que el voltaje de prueba no puede alcanzar el valor nominal rápidamente, o el voltaje de prueba aplicado a la muestra de prueba es diferente debido a las diferentes características de carga de potencia de prueba del probador de resistencia de aislamiento, la condición de polarización inicial de la muestra de prueba es diferente, lo que resulta en diferentes corrientes de absorción, lo que hace que la medición de la resistencia aislante sea inexacta. Los valores de indicación son diferentes. (9) La prueba de alto voltaje de algunos probadores de resistencia de aislamiento extranjeros se puede ajustar continuamente y se ajusta de cero al valor nominal después del arranque. La incertidumbre del momento de inicio de la lectura del probador de resistencia de aislamiento y la incertidumbre del momento en que el alto voltaje alcanza el valor nominal hacen que la polarización inicial de la muestra de prueba sea diferente, lo que también provocará la diferencia entre los valores indicados. (10) Diferentes probadores de resistencia de aislamiento tienen diferente sensibilidad y resistencia a la interferencia en el sitio, y los valores de lectura del mismo producto de prueba serán diferentes. (11) Las diferencias entre los valores de indicación son causadas por errores de medición convencionales debido a fluctuaciones aleatorias en los datos y errores de método de los probadores de resistencia de aislamiento. (12) La descarga dieléctrica insuficiente es una de las razones importantes de las diferencias en los resultados de mediciones repetidas. De acuerdo con las características correspondientes y reversibles de la corriente de carga y absorción de la muestra y su corriente de descarga inversa, si es necesario volver a medir la misma muestra por segunda vez, el tiempo del intervalo de descarga de cortocircuito de la muestra después de la primera medición generalmente debe ser más largo que el tiempo de medición. Descargue la carga absorbida acumulada para que el medio de aislamiento de la muestra pueda restaurarse completamente a su estado original no polarizado; de lo contrario, la precisión de los datos de la segunda medición se verá afectada. Para garantizar que no quede carga residual en el objeto de prueba, el extremo de medición debe cortocircuitarse a tierra antes de cada prueba, lo que a veces lleva casi 1 hora, y se deben retirar las conexiones con equipos irrelevantes. En resumen, para mediciones de aislamiento de la misma muestra en diferentes períodos, se debe utilizar el mismo nivel de tensión de prueba y método de cableado, y en la medida de lo posible se debe utilizar el mismo modelo o medidor de resistencia de aislamiento con rendimiento similar para garantizar la comparabilidad de los resultados. datos de medición. (13) Finalmente, se debe poner especial énfasis en la selección de instrumentos con baja precisión de medición dinámica y baja capacidad de suministro de energía de prueba de alto voltaje, porque la corriente de carga del capacitor no ha disminuido completamente a cero y el valor indicado por el instrumento no puede Siga con precisión la resistencia de aislamiento aparente de la muestra en tiempo real. El cambio en el valor significa que el valor de resistencia de R15S es bajo y se produce un gran error, lo que resulta en una relación de absorción falsamente alta de la muestra, a la que se debe prestar especial atención. por el probador. Esta también puede ser la razón principal por la que las lecturas de la relación de absorción de varios tipos de probadores de resistencia de aislamiento de alto voltaje difieren al medir la misma muestra.
Esto también muestra que el índice de comparación de absorción no es tan científico y objetivo como el índice de polarización.
Referencia: /Products.asp?ID=800250