4.2. Układ elektrod pomiarowych do próbki płaskiej oraz wyznaczanie stałych komórki pomiarowej.

Układ elektrod pomiarowych do próbki płaskiej (komórka pomiarowa) jest pokazany na rys.1.

Rys. 1. Układ elektrod pomiarowych do próbki płaskiej.

Wartość stałej K_S komórki pomiarowej do pomiaru rezystywności powierzchniowej ρ_S wyznaczana jest ze wzoru:

=

gdzie P jest efektywnym obwodem elektrody ekranującej:

g - jest połową odległości elektrody wewnętrznej i zewnętrznej:

=

Względna niepewność standardowa złożona stałej komórki K_S.

Też przy założeniu jednostajnego rozkładu prawdopodobieństwa odchyleń w granicach ±Δd_1gr oraz ±Δd_1gr wartości średnic d₁ d₂ elektrod pomiarowych oraz przy pomięciu niepewności π względna niepewność standardowa złożona stałej komórki K_S, wyznaczona metodą typu B, równa się:

=

Wartość stałej K_V komórki pomiarowej z okrągłymi elektrodami pomiarowymi (rys. 1) do pomiaru rezystywności skrośnej ρ_V wyznaczana jest ze wzoru:

=

gdzie B jest współczynnikiem efektywnej powierzchni elektrody pomiarowej (można przyjąć B=0);

- jest połową odległości elektrody wewnętrznej i zewnętrznej.

Względna niepewność standardowa stałej komórki pomiarowej K_V .

Przy założeniu jednostajnego rozkładu prawdopodobieństwa odchyleń w granicach ±Δd_1gr wartości średnicy d₁ elektrody pomiarowej oraz przy podstawieniu wartości π z wystarczającą liczbą cyfr znaczących (π ≈3.141593) - pominięcie niepewności π - wartości względna niepewność standardowa stałej komórki pomiarowej K_V, wyznaczona metodą typu B, równa się:

=

4.3. Pomiar rezystywności skrośnej ρ_V

Pomiary napięcia i prądu

Podłączyć komórkę z materiałem badanym do wejść miernika rezystancji izolacji według rys. 2. Przeprowadzić kilku (n=4÷6) pomiarów napięcia U_i i prądu I_i. Wyniki pomiarów zapisać do tabeli 2.

Wartość rezystancji skrośnej.

Dla każdej pary wyników pomiaru napięcia i prądu wyznaczyć wartość rezystancji skrośnej:

.

Wyniki przedstawić w (GΩ) i zapisać do tabeli 2.

Rys. 2. Schemat do pomiaru rezystywności skrośnej.

Wartość rezystywności skrośnej.

Na podstawie znajomości wartość stałej komórki K_V oraz wartość rezystancji skrośnej R_Vi obliczyć wartości rezystywności skrośnej:

=

Wyniki przedstawić w (GΩ·cm) i zapisać do tabeli 2.

Wyznaczyć wartość średnią rezystywności skrośnej z n wyników:

=

Wynik obliczeń zapisać do tabeli 2.

Ocena standardowej niepewności wartości średniej metodą typu A.

Odchylenia rezystywności od wartości średniej v_i =ρ_Vi−ρ_Vx:

v₁= ; v₂= ; v₃= ; v₄= ; v₅= ; v₆= .

Niepewność standardowa wartości średniej rezystywności, obliczona metodą typu A:

Względna niepewność standardowa wartości rezystywności skrośnej, obliczona metodą typu A:

=

Złożona względna niepewność standardowa wyniku pomiaru rezystywności skrośnej, obliczona metodą typu B:

=

(Gdzie
,
- są wartościami średnimi wyników pomiaru napięcia i prądu).

Złożona względna niepewność standardowa wyniku pomiaru rezystywności skrośnej:

=

Złożona niepewność standardowa wyniku pomiaru rezystywności skrośnej

Wynik końcowy pomiaru rezystywności skrośnej:

=

4.4. Pomiar rezystywności powierzchniowej ρ_S

Pomiary napięcia i prądu

Podłączyć komórkę z materiałem badanym do wejść miernika rezystancji izolacji według rys. 3. Przeprowadzić kilka (n=4÷6) pomiarów napięcia U_i i prądu I_i. Wyniki pomiarów zapisać do tabeli 3.

Wartość rezystancji powierzchniowej.

Dla każdej pary wyników pomiaru napięcia i prądu wyznaczyć wartość rezystancji powierzchniowej:

.

Wyniki przedstawić w (GΩ) i zapisać do tabeli 2.

Rys. 3. Schemat do pomiaru rezystywności powierzchniowej.

Wartość rezystywności powierzchniowej.

Na podstawie znajomości wartość stałej komórki K_V oraz wartość rezystancji powierzchniowej R_Si obliczyć wartości rezystywności powierzchniowej:

=

Wyniki przedstawić w (GΩ·cm) i zapisać do tabeli 3.

Wyznaczyć wartość średnią rezystywności powierzchniowej z n wyników:

=

Wynik obliczeń zapisać do tabeli 3.

Ocena standardowej niepewności wartości średniej metodą typu A.

Odchylenia rezystywności od wartości średniej v_i =ρ_Si−ρ_Sx:

v₁= ; v₂= ; v₃= ; v₄= ; v₅= ; v₆= .

Niepewność standardowa wartości średniej rezystywności powierzchniowej, obliczona metodą typu A:

Względna niepewność standardowa wartości rezystywności powierzchniowej, obliczona metodą typu A:

=

Złożona względna niepewność standardowa wyniku pomiaru rezystywności powierzchniowej skrośnej, obliczona metodą typu B:

=

(Gdzie
,
- są wartościami średnimi wyników pomiaru napięcia i prądu).

Złożona względna niepewność standardowa wyniku pomiaru rezystywności powierzchniowej:

=

Złożona niepewność standardowa wyniku pomiaru rezystywności powierzchniowej

Wynik końcowy pomiaru rezystywności powierzchniowej:

=

VII. Pytania kontrolne

1. Podać definicję rezystancji powierzchniowej oraz skrośnej.

2. Podać definicję rezystywności powierzchniowej oraz skrośnej.

3. Jakie podstawowe problemy należy uwzględnić podczas pomiaru rezystancji powierzchniowej oraz skrośnej?

4. Przedstawić schemat oraz podstawowe parametry komórki pomiarowej (elektrod pomiarowych).

5. W jakim celu wykorzystuje się stałe komórki pomiarowej.

6. Na czym polega ocena metodą typu A standardowej niepewności wyniku pomiaru rezystywności?

7. Od czego zależy obliczona metodą typu B względna standardowa niepewność wartości stałej komórki pomiarowej?

8. Na czym polega ocena względnej złożonej niepewność wyniku pomiaru rezystywności?

9. Podać wzór na obliczenie bezwzględnej złożonej niepewności wyniku pomiaru rezystywności.

10. Przedstawić na liczbach ogólnych zapis wyniku pomiaru rezystywności.

Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych

Laboratorium Miernictwa Elektronicznego.

1

---