- Grandeurs mesurées
- Résistance d'isolement, résistivité volumique, résistivité surfacique et courant de fuite, affichés ensemble
- Plage de résistance
- 10 kΩ à 10 TΩ ; jusqu'à 100 PΩ ou 1 PΩ sur les deux plus grands modèles
- Plage de courant
- 10 pA à 1 mA ; 0,1 fA à 2 mA ; 0,01 pA à 2 mA
- Tension d'essai
- 0,5 à 1000 V CC, programmable
- Exactitude de tension
- ±0,25 % ±0,5 V au-dessus de 10 V ; ±1 % ±0,5 V à 10 V et en dessous
- Temps de charge et d'essai
- 0 à 999 s chacun, programmables
- Changement de gamme
- 7 gammes, automatiques ou manuelles
- Borne de garde
- Entrée blindée avec une connexion de garde à l'écran de l'éprouvette
- Interfaces
- USB hôte et périphérique, RS232, HANDLER, RS485
La résistivité volumique et la résistivité surfacique sont deux défaillances différentes d’un même matériau. L’une est un matériau qui conduit dans son épaisseur ; l’autre est une surface devenue fuyante par la manipulation, l’humidité ou la contamination. Un appareil qui ne donne que la résistance d’isolement ne peut pas les distinguer.
Présentation du produit
Il s’agit d’un appareil de paillasse doté d’une source de tension continue programmable et d’une entrée électrométrique, agencé pour qu’une éprouvette placée dans un montage à trois électrodes puisse être mesurée en résistivité volumique, en résistivité surfacique, en résistance d’isolement ou en courant de fuite.
Trois modèles couvrent différentes profondeurs de mesure. Le compact lit de 10 kΩ à 10 TΩ avec un plancher de 10 pA en courant. Les deux grands atteignent 100 PΩ et 1 PΩ, avec une résolution de courant descendant respectivement à 0,1 fA et 0,01 pA. Les trois appliquent 0,5 V à 1000 V, disposent d’une borne de garde et d’une entrée blindée, et offrent les mêmes cinq interfaces.
La manipulation de l’éprouvette est ce qui diffère le plus en pratique. Les feuilles solides vont dans une boîte à électrodes avec une électrode à trois anneaux ; les liquides et les pâtes vont dans une électrode à liquide ; les films peuvent demander une tension plus basse et un temps d’électrification plus long que la valeur par défaut de la norme.
Une tension continue est appliquée entre deux électrodes, et le courant qui circule est mesuré. Pour la résistivité volumique, les électrodes sont sur les faces opposées, de sorte que le courant traverse l’épaisseur de l’éprouvette ; pour la résistivité surfacique, elles sont sur la même face, et un anneau de garde intercepte le courant qui circulerait sinon dans la masse.
La conversion en résistivité est une affaire de géométrie. La résistivité volumique est la résistance mesurée multipliée par la surface des électrodes et divisée par l’épaisseur de l’éprouvette. La résistivité surfacique est la résistance mesurée multipliée par un facteur fixé par les dimensions de l’anneau. Les deux sont calculées dans l’appareil, ce qui explique que le type d’électrode doit être sélectionné avant que le nombre ait un sens.
La borne de garde est l’élément qui fait fonctionner la mesure de surface. Reliée à un anneau conducteur ou à un écran autour de l’électrode de mesure, elle recueille le courant de fuite et le renvoie à la source au lieu de le laisser s’ajouter au courant mesuré. Sans elle, une lecture de surface par temps humide dérive vers le haut et ne se stabilise jamais.
Les temps de charge et d’essai existent pour la même raison. Une éprouvette isolante n’atteint pas instantanément un courant stable ; le courant d’absorption baisse pendant des secondes ou des minutes. L’appareil maintient la tension pendant le temps de charge programmé, puis mesure pendant le temps d’essai programmé, et donne la valeur à la fin.
Commencez par la résistance la plus élevée que le matériau peut présenter. Un mélange de caoutchouc classique se situe souvent entre 10¹² et 10¹⁴ Ω, ce que le modèle compact couvre ; un bon film ou un diélectrique liquide peut se situer plusieurs décades plus haut, et c’est là que les deux grands modèles deviennent nécessaires. L’écart entre 100 PΩ et 1 PΩ est d’un facteur cent, et il ne compte qu’en haut de la plage.
Vient ensuite le plus petit courant à résoudre. Une fuite à travers une éprouvette mince sous basse tension peut descendre sous le picoampère, et le modèle qui résout 0,1 fA est celui qui peut la mesurer en un temps raisonnable, au lieu d’attendre que l’afficheur se stabilise sur un nombre qu’il ne peut pas résoudre.
Vient ensuite la forme de l’éprouvette, car elle fixe l’électrode. Un matériau en feuille convient à la boîte à électrodes ; un liquide ou une pâte convient à l’électrode à liquide ; une éprouvette de surface inhabituelle peut demander un anneau sur mesure. Dans la plupart des laboratoires, l’électrode pèse davantage dans l’incertitude de mesure que l’appareil lui-même.
Vient ensuite la tension exigée par la norme. Les trois modèles couvrent 0,5 V à 1000 V, ce qui les départage rarement, mais l’exactitude à basse tension diffère de celle à haute tension, et un essai écrit à 10 V se situe dans la bande la moins exacte.
Viennent enfin l’interface et l’enregistrement. Un laboratoire a besoin de l’enregistrement USB et de la liaison série ; une ligne de production a besoin de la sortie HANDLER et d’un comparateur. Les trois modèles portent les mêmes cinq interfaces, de sorte que ce point ne restreint pas le choix.
Limites de mesure et critères de choix
La lecture dépend du temps d’électrification, et les normes le savent. Une valeur donnée sans la tension, le temps et la géométrie des électrodes n’est comparable à rien, ce qui explique que l’appareil enregistre les trois.
L’humidité domine la résistivité surfacique. Une éprouvette qui a absorbé de l’eau de l’air lira bas, et la lecture continuera de baisser pendant la mesure. L’affichage de température et d’humidité sert à rendre la condition visible ; il ne corrige pas le résultat.
La préparation de l’éprouvette compte plus que l’exactitude de l’appareil. Une contamination de surface due aux doigts, aux agents de démoulage ou à la poussière modifie le trajet de surface ; une éprouvette manipulée sans gants n’est pas la même éprouvette. Le mode opératoire de nettoyage relève de la méthode d’essai, non de l’appareil.
La connexion de garde doit être correcte. Un anneau de garde non relié, ou relié à la mauvaise face, transforme une mesure de surface en un mélange de courant de surface et de courant volumique, et le résultat est plausible mais faux. C’est l’erreur de montage la plus fréquente sur ce type d’appareil.
Enfin, l’appareil mesure un point sur une éprouvette. Les matériaux isolants varient d’un lot à l’autre et d’un endroit à l’autre d’une feuille, et une lecture unique est un échantillon, non une spécification. Le nombre d’éprouvettes et leur conditionnement font partie du plan d’essai, non du choix de l’appareil.
Chaque valeur ci-dessous provient de la documentation source. Lorsqu'un paramètre n'est pas indiqué dans les documents disponibles, il est marqué comme information requise plutôt qu'estimé.
