岩石电阻率参数测定仪

岩石电阻率参数测定仪

该标准发布在名为D 257的标准文件中；紧跟标准文件名称后的数字表示最初采用的年

份，对于修订版本而言，表示最近一次修订的年份。括号里的数字表示最近一次通过审批的

年份，上标ε表示自从最后一次修订或通过审批以来的编辑性的修改。

1、岩石电阻率参数测定仪-电极系统

1.1 制作电极的绝缘材料应该是一种容易应用、能与试样表面亲密接触，而且不因电极电阻或试样污染而引起明显误差。在测试条件下，电极材料应该能耐腐蚀。

对于组装试样的测试，例如通孔套管、电缆等等，采用的电极是试样的一部分或者是它的配件，绝缘电阻或电导的测量包含电极污染或配件材料的影响，而且在实际使用中一般与试样性能有关。

1.1.1 接线柱和锥形针电极，提供了一种在刚性绝缘材料上施加电压来测量其电阻和电导性质的方法。这些电极在某种程度上模拟实际的使用条件，例如仪表盘和接线板上的接线柱。在绝缘材料的层压板表面树脂含量很高的情况下，采用锥针形电极得到的绝缘电阻可能比采用接线柱电极得到的小一些，这是锥形针电极与绝缘材料的接触更加紧密。测得的电阻或电导值受每根锥形针与绝缘材料接触、针的表面粗糙度以及绝缘材料上孔洞平滑度的影响。从不同试样得出结 果的重复性不好。

1.1.2 金属条的主要设计目的是评价弹性胶带和很薄的固体试样的绝缘电阻和电导，这是一种非常简单和方便的控制电气质量的方法。当绝缘材料的宽度  比厚度大得多时，这种布置在获得表面电阻或电导的近似值方面能够取得更加令人满意的效果。

1.1.3 具有商业应用的银漆（图4，图5和图6）具有很高的导电性，不论是空气干燥还是低温干燥的品种都具有能让水气渗透通过的多孔结构，因此施加电极后 能对测试试样进行特定的条件处理。在研究电阻受湿度的影响和随温度的变化方面，这是一项非常有用的特征。然而，在使用导电涂料作为电极材料之前，必须确保涂料中的溶剂不会腐蚀材料，从而改变它的电气性质。配置好的刚毛刷可能会使保护电极获得相当平滑的边缘。然而，对于圆形电极，刻线圆盘和画电极轮廓线的银漆以及刷子包围区域的填料的使用使保护电极的边缘更加锋利。测试时可能会使用到一条窄的屏蔽胶带，避免了使用的压敏胶合剂污染试样表面。如果电极漆是喷射在上面的，可能还会使用到夹紧的外罩。

1.1.4 如果喷镀金属能与测试试样之间形成良好的粘接，测试时可能会使用它）。薄喷电极在能尽快投入使用方面具有一些优势，其多孔结构可能使试样能进行调整处理，但这点需要证实。必须使用窄带胶带或夹紧外罩使保护和被保护电极之间产生一条缝隙，使用不污染缝隙表面的胶带。

1.1.5 蒸发金属可能使用在与6.1.4中相同的条件下。

1.1.6 金属箔可能会被应用到试样表面作电极。用于电介质电阻或电导研究的金属箔的一般厚度是6-80μm。铅箔和锡箔最为常用，而且经常使用最少量 的凡士林、硅油、油或其他合适的粘接材料将其粘接在测试试样上。这种电极在应用时需要通过足够平顺的压力消除所有的褶皱，而且在箔纸边缘多出的胶粘剂可以通过拭擦纸清理干净。一种非常有效的方法是用一个又硬又窄的滚筒（10-15mm宽）在表面向外滚动，直到滚筒在试样上没有留下明显的痕迹。该技术仅在具有平坦平

 面的试样上才能取得满意的效果。谨慎操作可使胶粘剂的膜厚减小到2.5μm。由于薄膜与试样串联，这将导致测量电阻过高。这个误差对于厚度小于250μm的低电阻率试样可能过大。硬滚筒也可以将尖锐颗粒压进或穿过薄膜（50μm）。箔电极不具有孔隙结构，因此使用该电极将不会导致测试试样受环境影响。在温度 上升时，胶粘剂可能会失去其有效性，这就迫切需要使用备份金属平板。在合适的切割机的帮助下，可以从电极上切下一适当宽度的窄条形成保护电极和被保护 电极。这种三端试样一般不能用来进行表面电阻和电导测量，因为油脂仍然残留在缝隙表面。想要在不影响电极邻近的边缘的前提下清理整个缝隙的表面是非常困难的。

1.1.7 可以将分散在水或其他合适介质中的胶体石墨（图4）刷在无孔的薄片绝缘材料上形成风干的电极。可能会用到屏蔽胶带和夹紧的外罩（6.1.4）。这种电极

材料的使用需要满足下列所有条件：

1.1.7.1 测试材料必须保证石墨涂层在测试前不会发生剥离。

1.1.7.2 测试材料必须不容易吸收水分。

1.1.7.3 对试样的处理必须在干燥的气氛中（程序B，实行D6054），而且测量必须在相同的气氛下进行

1.1.8 液态金属给出的测量结果令人满意，而且可能是有效电阻测量中获得与试样必要接触的最好方法。液态金属形成的上部电极应该受到不锈钢圈的限制，通过在离液态金属较远的一侧刨边使每个钢圈较低的边缘变得尖锐。

2直接测量：

2.1 电流计-电压计通过电流-电压法测量电阻的最大误差百分率是电流计指示、电流计易读性和电压计指示的误差百分率的总和。例如：对于灵敏度为每刻度500pA的电流计，将500V的电压施加到40GΩ（电导25pS）的电阻上时，电流计将偏离25个刻度线。如果该偏差能读到最近的0.5个刻线，而且标定误差是观测值的±2%，合成的电流计误差不会超过±4%。如果电压表的误差是满刻度的±2%，电压表的读数达到满刻度时，测量电阻的最大误差是±6%，当电压表的读数达到满刻度的1/3时，测量电阻的最大误差是±10%。满刻度附近读数的吸引力是显而易见的。

如果dx大约是满刻度偏转的1/4，其读数误差不会超过±4%，可以测量200GΩ量级的电阻，且最大偏差不超过±5.5%。2. 电压变化率测试结果的精确度直接与施加电压的测量的精度和静电计读数随时间的变化率成正比，静电计开关开启的时间以及所采用的刻度范围应使时间能精确测定和得到满刻度读数。在这些条件下，精度能与其他测量电流的方法相比。