CN109188086B - 一种温度对空间介质材料电导率影响的测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种温度对空间介质材料电导率影响的测试方法，将两个完全相同的测试样品置于温控试验台上，一个样品用于电导率测试，另一个样品用于温度测试，从而实现温度对空间介质材料电导率影响的测试。本发明提出采用两个完全相同的试验样品置于温控试验台，使其处于相同温度状态，一个样品用于电导率测试，另一个样品用于温度测试，解决了介质材料电导率和温度测试信号相互干扰问题，从而为不同温度下介质材料电导率测试提供一条更为方便、易实现的试验方法。

Description

一种温度对空间介质材料电导率影响的测试方法
技术领域
本发明涉及一种温度对空间介质材料电导率影响的测试方法，适用于不同温度下空间介质材料电导率的测试，属于试验领域。
背景技术
卫星研制过程中将不可避免地采用大量的介质材料，而卫星在轨运行期间由于光照的影响介质材料将工作于不同的温度下（采取温控措施后温度一般为±几十摄氏度），导致材料性能发生变化，其中电导率决定了空间介质材料的绝缘性能，是重要的特性参数。
目前电导率测试方法通常采用三电极法（国标《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法，GB/T 1410-2006》），需要在材料样品连接三个电极装置，而温度测试中也需要材料连接热偶电阻。由于介质材料的导电性差，电导率测试信号一般为弱电流信号，而热偶电阻的连接将对弱电流信号测试产生很大干扰，导致测试结果误差较大（甚至无法完成测试），因此不同温度下空间介质材料电导率测试尚未有较好地试验方法。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提供一种温度对空间介质材料电导率影响的测试方法，适用于不同温度下空间介质材料电导率的测试。
本发明的技术解决方案是：
将两个完全相同的测试样品置于温控试验台上，一个样品用于电导率测试，另一个样品用于温度测试，从而实现温度对空间介质材料电导率影响的测试，步骤如下：
（1）、准备电极装置及两个完全相同的测试样品即1#样品和2#样品，并放置于温控试验台中心对称位置；
（2）、调节温控试验台温度，测试两个样品温度的均衡性；如果两个样品温度一致，则认为两个样品温度具有均衡性，进行步骤（3）；否则进行步骤（1）；
（3）、将1#样品用于电导率测试，2#样品用于温度测试，调节温控试验台温度完成不同温度下空间介质材料电导率的测试。
所述步骤1中两个测试样品的结构尺寸必须完全一致；
温控试验台采用液氮制冷，电阻丝加热，置于温控试验台的测试样品温度控制范围应不小于-50℃至50℃。
所述步骤（2）中温度测试采用热偶电阻，为测试两个样品温度的均衡性，在温控试验台、1#样品和2#样品上分别放置热偶电阻T1、T2和T3，利用温控试验台改变温度分别测试温控试验台、1#样品和2#样品上的温度变化。
所述步骤（3）中通过控制温控试验台调节温度，利用2#样品连接热偶电阻进行温度测试，获得测试样品的温度状态，并采用三电极法（参考国标GB/T1410）测试1#样品的电导率，从而获得不同温度下的介质材料的电导率。
本发明的发明点为：
（1）本发明提出采用两个完全相同的试验样品置于温控试验台，使其处于相同温度状态，一个样品用于电导率测试，另一个样品用于温度测试，解决了介质材料电导率和温度测试信号相互干扰问题，从而为不同温度下介质材料电导率测试提供一条更为方便、易实现的试验方法。
（2）本发明通过液氮制冷与电阻丝加热相结合的方法实现了卫星在轨实际温度状态的模拟，从而为温度对空间介质材料影响的系统测试提供了便捷的试验条件。
附图说明
图1为两个样品温度的均衡测试方法；
图2 为不同温度下空间介质材料电导率测试方法；
图3 为测试样品温度的均衡性测试结果；
图4 为-50℃至60℃范围内kapton材料电导率测试结果；
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
温度对空间介质材料电导率影响的测试方法，将两个完全相同的测试样品置于温控试验台上，使其处于相同温度状态，调节温控试验台温度，一个样品用于电导率测试，另一个样品用于温度测试，从而完成不同温度下空间介质材料电导率的测试，其具体实施方式如下：
（1）以Kapton材料为测试样品，两个样品的尺寸均为Φ70mm×3mm。将测试样品按对称方式置于温控试验台，通过液氮制冷与电阻丝加热方法测试获得测试样品的温度控制范围为-50℃至60℃。
（2）如图1所示，温控试验台、1#样品和2#样品上分别放置热偶电阻T1、T2和T3，利用试验台改变温度分别测试试验台、1#样品和2#样品上的温度变化，测试结果如图3所示，可以看出T2和T3测得的温度基本一致，认为2#样品测得温度结果可以直接表征为1#样品的温度，两个样品温度的均衡性一致。
（3）如图2所示，通过控制温控试验台调节温度，利用2#样品连接热偶电阻进行温度测试，获得测试样品的温度范围-50℃至60℃，并每间隔10℃采用三电极法测试1#样品的电导率，测试结果如图4所示。从图4可以看出，kapton材料电导率随温度升高呈指数增长趋势，这与文献中温度对材料导电性能影响的结论一致，同时在温度为-50℃，kapton电导率仅为2.32558×10-15Ω-1m-1，当温度达到60℃时，电导率可达8×10-14Ω-1m-1，电导率变化范围接近两个数量级。同时采用单个样品进行测试进行对照，样品同时连接三个测试电导率的电极装置和一个热偶电阻，由于热电偶对电阻率测试信号干扰太大，最终没能完成测试。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种温度对空间介质材料电导率影响的测试方法，其特征在于，将两个完全相同的测试样品置于温控试验台上，一个样品用于电导率测试，另一个样品用于温度测试，从而实现温度对空间介质材料电导率影响的测试，步骤如下：
(1)、准备电极装置及两个完全相同的测试样品即1#样品和2#样品，并放置于温控试验台中心对称位置；所述步骤(1)中两个测试样品的结构尺寸完全一致；
(2)、调节温控试验台温度，测试两个样品温度的均衡性；如果两个样品温度一致，则认为两个样品温度具有均衡性，进行步骤(3)；否则进行步骤(1)；温度测试采用热偶电阻，为测试两个样品温度的均衡性，在温控试验台、1#样品和2#样品上分别放置热偶电阻T1、T2和T3，利用温控试验台改变温度分别测试温控试验台、1#样品和2#样品上的温度变化；
(3)、将1#样品用于电导率测试，2#样品用于温度测试，调节温控试验台温度完成不同温度下空间介质材料电导率的测试；所述步骤(3)中通过控制温控试验台调节温度，利用2#样品连接热偶电阻进行温度测试，获得测试样品的温度状态，并采用三电极法测试1#样品的电导率，从而获得不同温度下的介质材料的电导率。
2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，温控试验台采用液氮制冷，电阻丝加热，置于温控试验台的测试样品温度控制范围为-50℃至60℃。
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