一、yg321型纖維比電阻儀用途

本儀器可以測定各種化學纖維比電阻值，是測定化學纖維可紡性的重要儀器之一。具有測試數據準確、穩定、迅速、使用操作簡便等優點；適用于科研、纖維檢驗、化學纖維的生產廠和使用廠等部門測定化學纖維比電阻之用。

二、yg321型纖維比電阻儀主要技術規格

1．纖維比電阻的測量范圍：（折合電阻值）10⁶～10¹³Ω，每次測試試樣15g。

2．儀器對標準電阻的測量的基本誤差≤±20%。

3．儀器應在無腐蝕性氣體和強電磁場干擾的環境下使用。

4．儀器應在溫度為20℃±2℃相對濕度65±10%的標準條件下使用。

5．工作電流為交流50Hz，220V±10%。

6．儀器的測試電壓分50V、100V兩檔，電壓偏差小于±0.5%，電壓穩定度小于±0.5%。

7． 儀器在穩定的工作電壓及無信號輸入時，通電1小時后，在8小時內零點漂移不大于全標尺的±4%。

8． 儀器測試盒電極間的絕緣電阻不低于Ω。

9． 儀器可以連續工作8小時。

10．體積（mm）：460x260x130

11．重量：12kg

三、儀器結構

儀器由纖維測試盒和高值電阻測試儀兩部分組成，纖維盒是一個長方形的金屬盒，作放置被測纖維用，盒內壁二側是兩塊電極板，電極板高6cm，長10cm，兩極板間隔為2cm，中間用聚四氟乙烯絕緣，盒內開口一端有一壓塊，搖動壓力裝置手柄可以改變電極板的面積，從而達到被測纖維的體積密度，即到達標準填充度的目的，高阻測試儀由直流穩壓電源，高阻抗直流放大器等組成，儀器的外形如圖所示，面板上各調節器的名稱及用途如下：

1. 指示表頭。
2. 2.  倍率選擇開關：根據纖維比電阻值的大小選擇儀表讀數的倍率。

3.  測試開關：當測試開關放在“放電”位置時，測試盒的兩塊電極板接地，將測試過程中兩極板上的殘余電荷放掉以保證測試的順利準確。當測試開關放在“測試”位置時能根據需要選擇50V和100V兩種測試電壓。

4.   “∞”調節按鈕：調整表頭指針指向“∞”處。

5.    滿度調節旋鈕：調整表頭指向滿度。

6.   電源指示燈。

7.   電源開關：向上表示電源接通。

8.   加壓裝置搖手柄，轉動搖手柄使測試纖維保持一定的體積密度比。                     

四、工作原理

單根化學纖維比電阻的測量是很困難的，同時也無實際意義，而具有實際意義的是一團纖維所形成的電阻，在這里單根纖維間的接觸電阻起著重要的作用。

化學纖維是線性高分子聚合物，因品種不同而具有不同的彈性和形狀，纖維之間的接觸狀態也是不均勻的。所以，一團散亂的纖維在沒有一定的密度和一定的形狀時是很難測量其比電阻值的。為此，設計了纖維比電阻盒，目的是使一定重量的散纖維具有一定的現狀，在纖維盒開口的一端有一加壓裝置，加上一定的壓力，使這已具有一定現狀的纖維具有一定的密度，假設將這時測量盒內的纖維看成是均勻物質，其中不含有空氣，這時纖維的電阻將符合一般材料的電性能，其電阻定律，即有下列關系：

        ：電阻率。

        R：纖維電阻值。

        L：電極間距離。

        S：電極板面積。

        但是，測量盒內沒有空氣存在是不可能的，這時纖維所占的實際電極面積不是S，而應為S·f,這里的f是填充系數。

        VE：纖維的實際體積。

        VF：測量盒容器的體積。

        m：纖維的質量。

        d：纖維的密度。

       這時（1）式變為：

       （3）式即為纖維比電阻的測試公式，在這公式中由于f是不定值，公式（3）仍無實際意義。提供有關資料和大量的試驗證明，在特定密度條件下（f=0.23～0.43）f·L=常數即：

：稱為標準填充度

因此，在標準的填充度的條件下，用高阻計測量纖維所具有的電阻就很方便地用體積密度比換算其比電阻值。

儀器的原理方框圖如圖二所示：

儀器的直流高壓測試電源主要有W、W、W、C、B等元件組成（見原理圖）*，在一般的高壓穩壓電路中不僅要求調整管耐壓高、功率大而且放大器中的器件也需要耐高壓的。因為開關電源的瞬變或偶然事故都可能將耐壓較低的元器件擊毀，目前國內耐壓高的大功率管既少又價貴，這些都給高壓穩壓電源得設計帶來了困難。為了降低調整管等對耐壓和功率的要求，線路中采取了兩只2CW22N的穩壓管串連在調整管集電極的回路中，在2CW22N上降掉了70伏電壓，這就降低了調整管對耐壓管和功率的要求。線路中W、W、C、B和輸出負載是并聯的，提高了對瞬時過載的承受能力。線路中采用了FC3集成中增益運算放大器作放大元件，它具有倍的開環電壓增益，這就提高了系統的穩定性和過載能力，由于采取了上述一系列措施，當負載有瞬時短路時不會發生任何故障，這就大大提高了儀器使用的可靠性。

儀器的高阻抗直流放大器部分由DC-2靜電計管和FC3運算放大器組成。DC-2靜電計管具有的輸入抗阻（10¹⁴～10¹⁵Ω）和極小的柵流FC3運算放大器有較高的開環電壓增益和集成化的優點，線路中又采用幾乎是99%的負反饋，這就大大改善了電路的線性和放大倍數不穩定對測量的影響，所以該放大器不僅能滿足儀器輸入阻抗高輸入電流小的要求而且漂移較小，提高了儀器的測試穩定性和重現性。

儀器的供電電源由W2系列集成穩壓塊構成，它是一種集成化了的串聯型穩壓電源，（見后面附圖）具有穩壓性能好使用方便等優點，由于的接入，使電路具有限流保護和輸出端短路時截止保護的作用，提高了儀器工作的可靠性。

五、     操作程序

（一）、使用儀器前的準備：

1.使用前儀器面板上的各開關位置應如下：

   a.電源開關應在關的位置。

   b.倍率開關置于“∞”處。

   c.“放電-----測試”開關置于“放電”位置。

2.檢查測試環境的溫度和濕度是否在允許的范圍內，否則由于測試環境的濕度過高在測試較高的比電阻值的纖維時將導致較大的誤差。

3.將儀器的接地端用導線接地。

4.檢查儀器的電源應為～220V±10%V。

5.將儀器接通電源，合上電源開關，指示燈亮，待預熱30分鐘后慢慢調節“∞”電位器旋鈕，使表針指在“∞”處，直至不再變動。

6.將“倍率”開關撥至“滿度”位置，調節“滿度”電位器旋鈕，使電表指針在滿度位置，直至不再變動。

7.將’倍率”開關撥至“∞”處和“滿度”位置檢查儀表指針是否在“∞”處和“滿度”位置，這樣反復幾次把儀器的靈敏度調好。

8.纖維測試盒，使用前應用將測試和內清洗干凈，并用本儀器測試其絕緣電阻不低于10¹²Ω方可使用。

（二）、試樣的準備：

將被測纖維試樣50克用手松開后，在公定回潮以下置標準溫濕度條件下（20℃±2℃、HR65±2%）平衡4小時以上（若回潮大于公定回潮率則需在溫度為45℃的烘箱中預烘30分鐘，使之降到公定回潮率以下），用精度為0.01克的天平取每份試樣15克，共3份以備測試時使用。

（三）操作測試方法：

1.做好了上述準備工作后，測試時從機箱內取出纖維測量盒，用儀器的鉤子將壓塊取出，用大鑷子將15克纖維均勻地填入盒內，推入壓塊32，把纖維測試盒放入儀器槽內，轉動搖手柄直至儀器頂蓋上之孔內兩金屬片相碰為止，（不宜用力過大）。

2.將“放電---測試”開關放在“放電”位置，待極板上因填裝纖維產生的靜電散逸后，即可撥到測試位置進行測量。

3.測試電壓選在100V檔，撥動“倍率”開關，使電表有比較清楚的讀數為止，這是表頭的讀數（注意：表面的單位是MΩ即Ω）乘以倍率即為被測纖維在一定密度下的電阻值，為了減少讀數和表頭誤差，表針應盡量取在表盤的右半部分，否則可將測試開關放在50V電壓檔測試，注意這時測得的電阻值應縮小一半，即表頭讀數×倍率×1/2才是被測纖維在一定密度下的電阻值。

（四）、比電阻值的計算：

1.將三個試樣按上述方法分別測試后計算其平均電阻代入下公式

即可計算出該纖維的比電阻值

     式中：：纖維比電阻，單位：Ω·cm。

           R：測量的纖維平均電阻值Ω。

           b：電極板有效長度4cm。

           h：電極板高度6cm。

           l：電極板之間的距離2cm。

       f：被測材料的標準填充度。

將b、h、L值代入上式則有：

2.纖維的標準填充度f值的計算：

有前門的公式（2）

式中：m纖維的重量15g。

        d纖維的比重g/.

根據上式計算各種化學纖維的填充度f如下表所示：

六、     注意事項

1.  為了使儀器能正常工作，儀器的接地端子必須良好接地。

2.   高阻抗直流放大器中的DC-2靜電計管和標準電阻，纖維測試盒等不要任意拆卸并需保持清潔，如有污物可用小心擦拭干凈。

3.   在測試較高阻值的纖維時往往會出現指針有不斷上升的現象，這是由于纖維介質的吸收現象所致，并非儀器不穩定，若在很長時間內未能穩定則一般情況下建議一通電后1分鐘的讀數為被測纖維的電阻值。

4.   當被測纖維比電阻可疑時，需將儀器對標準電阻進行測量，如果測量的數值是對的，則需將測試盒的兩塊極板抽出，用拭其中四氟乙烯及兩塊電極板上的殘留抗靜電劑，然后插入使用。附加標準電阻測量時由鱷魚夾分別夾在測試盒下方的電極銅片的孔上。

5.   儀器在接通電源的瞬間，表頭指針會一下子打過滿度或打向負方向，并要稍微等一下慢慢退至零點，這是因為在接通電源的瞬間，電子管DC-2需預熱一段時間，而集成運算放大器不需要預熱即有輸出引起的，屬正常現象。

七、     維修

（一）復校：

當使用者對儀器的精度有所懷疑時，可對儀器進行復效，其方法如下：

1.  直流測試電壓的復校：

 可用PZ-8數字電壓表復校測試電壓50V和100V兩檔，測量結果應滿足技術條件所規定的要求。

2.  基本誤差的復校：

     在直流測試電壓符合技術要求的前提下，將儀器備件中的標準電阻接在測試箱底部的兩個端子上（注意不要相互短路及與機殼短路）。進行復校，測試結果應滿足技術條件規定的要求。

3.  穩定性的復校：

 在規定氣候條件下開機一小時后，將儀器輸入端短路其8小時內的漂移應不大于標尺的±4%。

（二）、儀器在精度不夠或使用過程中出現故障時，應先關掉儀器，然后分析其原因再動手修理，切莫亂拆亂動。為便于修理，現將DC-2靜電計管按說明書加有關參數摘錄如下供修理時參考。