Влияние влажности и температуры

Влияние влажности. Сопротивление негерметизированных ПР под действием влажности окружающей среды изменяется вследствие действия трех одновременно протекающих процессов — изменения удельного сопротивления контактных пластин, их объемного расширения и увлажнения контактных переходов.

С повышением влажности сопротивление ЭПБ возрастает, причем довольно существенно — изменение на один процент относительной влажности вызывает изменение сопротивления примерно на один процент. Это обусловлено гигроскопичностью как целлюлозной основы, так и ЭП наполнителя. С повышением влажности волокна целлюлозы набухают и увеличиваются в объеме, в результате чего контактные связи между осажденными на волокнах частицами сажи разрываются и сопротивление ЭПБ увеличивается. У сажи и графита, воздействие влаги также вызывает обратимое набухание. Молекулы кислорода или воды легко проникают в межплоскостные пространства, увеличивая расстояние между ними и соответственно электрическое сопротивление материала.

Расширение ЭПБ, являющейся капиллярнопористым коллоидным материалом, происходит не только вследствие набухания растительных волокон, из которых состоит бумага, но и в результате проникновения в промежутки между волокнами воды, которая раздвигает их. Величина объемного набухания бумаги является почти линейной функцией ее влажности. При этом по диаметру расширение волокон значительно больше, чем в длину. Так как преимущественная ориентация волокон совпадает с направлением бумажного полотна, деформация бумаги при увлажнении в поперечном направлении больше, чем в продольном (см. § 5.2). В ПР этот процесс влечет за собой увеличение усилия сжатия ЧЭ с ростом влажности и уменьшение его сопротивления.

Третий процесс — увлажнение контактных переходов — также приводит к снижению сопротивления ПР.

Таким образом, при изменении влажности сопротивление ПР является сложной функцией нескольких переменных, каждая из которых имеет свою функциональную зависимость от влажности. Поэтому ПР, прошедшие процесс увлажнение — сушка, нуждаются в контрольной градуировке.

См. также:  Брикетно-пористые пьезорезисторы

При определенном (критическом) значении относительной влажности у негерметизированных ПР начинает появляться ЭДС. Электролитом в этом случае служит влажный ЧЭ, а электродами — металлические обкладки. Абсолютное значение ЭДС у таких ПР находится в пределах от нескольких единиц до нескольких десятков милливольт и зависит от относительной влажности и химического состава окружающей среды, разнородности материала обкладок, удельного сопротивления ЭПБ и усилия сжатия. Кроме того, кратковременное подключение увлажненных ПР к источнику постоянного тока вызывает увеличение ЭДС и даже изменение на некоторое время полярности ЭДС. При нагревании ПР ЭДС возрастает, причем при нагреве одной обкладки ЭДС имеет одну полярность, а при нагреве другой — обратную.

Степень увлажнения ПР может быть оценена как непосредственным измерением уровня ЭДС, так и с помощью измерительной схемы, питаемой постоянным током. При смене полярности подключения к этой схеме относительно сухих ПР показания совпадают и стабильны, а увлажненных— не совпадают и изменяются с течением времени. Последнее свойство позволяет помимо прочего легко обнаруживать увлажненные ПР.

Уменьшить влияние ЭДС ПР на результаты измерений возможно питанием измерительной цепи переменным током. Полностью устранить влияние влажности окружающей среды на параметры ПР возможно герметизацией ПР.