数字式纤维比电阻测试装置及其测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种数字式纤维比电阻测试装置及测试方法，装置包括箱体、测试盒、试样压缩构件和电路装置；电路装置包括放电开关、倍率开关、高阻抗放大器、高精度A/D转换器、电源模块、触摸屏、微控器、满度校正电压电路、与放电开关配设的放电开关档位采样电路、与倍率开关配设的串联分压电路、电源选择电路、测试电压采样电路和倍率开关档位采样电路。本发明专利技术装置，结构简单紧凑，成本较低，人机交互性好，测试精度高，使用方便安全，不易出错；测试的方法简便易行，安全可靠且能够获得高精度的测试结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纤维材料测量仪器领域，具体涉及一种数字式纤维比电阻测试装置及其测试方法。
技术介绍
纺织纤维在外电场作用下，导电能力很低，是一种良好的绝缘体，比电阻（电阻率）一般很高，尤其是吸湿性低的涤纶、腈纶、氯纶等合成纤维。在加工使用过程中，很容易产生静电，为此必须控制纤维的比电阻值在一定范围内。纤维比电阻测试仪为纺织纤维加工使用企业所必备。目前测量纤维比电阻多为采用指针摸拟型纤维比电阻仪，其主要技术缺点是：1、电阻值测量范围小，无法满足目前发展日益增多的导电纤维比电阻的测试要求；2、指针电表指示电阻值会产生人工读数误差；3、测试精度差，测试结果读数不稳定；4、所测结果为电阻值，需人工计算成比电阻。因此，根据化纤工业生产和科研检验机构纤维比电阻的测试要求，迫切需要一种数字式纤维比电阻测试仪，以提高测试结果准确度和测试效率。因有的纤维绝缘电阻极高，测试仪只能用高绝缘电阻陶瓷材料制作的波段开关，因此对波段开关的档位采样是其难点。申请号为201510822232.X、公布号为CN105425043A、专利技术创造名称为“试样自动压缩纤维比电阻测试装置及其测试方法”的中国专利文献公开了一种数字式纤维比电阻测试装置及其测试方法，其针对低比电阻值测试采用增加低阻测试开关和测试选择开关方法，不但使测试操作复杂，而且降低了测试电路的绝缘电阻，缩小了高比电阻值测试范围；在测试人员失误将低比电阻值试样设置为高阻测试有可能因过高电压或过大电流导致仪表被损坏；因试样电阻值由仪表读数和量程选择开关所指的倍率二部分确定，该文献在测试中怎样取得量程选择开关所指的倍率未见公开。专利技术内容本专利技术的目的是：针对现有技术的不足，提供一种数字式测量、测试量程广、测试效率和测试精确度高、操作简单安全且不易出错的数字式纤维比电阻测试装置及其测试方法。本专利技术的技术方案是：本专利技术的数字式纤维比电阻测试装置，包括箱体、测试盒、试样压缩构件和电路装置；上述的电路装置包括高阻抗放大器和高精度A/D转换器；上述的测试盒用于容纳被测纤维试样，测试盒可插拔式安装在箱体上；测试盒设有第一电极板和第二电极板；其结构特点是：上述的电路装置还包括放电开关、倍率开关、电源模块、触摸屏、微控器、放电开关档位采样电路、串联分压电路、电源选择电路、测试电压采样电路、倍率开关档位采样电路以及满度校正电压电路；其中：放电开关，用于选择装置执行校满、放电或测试功能；放电开关分别与上述的测试盒的第一电极板和第二电极板、高阻抗放大器、倍率开关、放电开关档位采样电路、满度校正电压电路以及微控器电连接；倍率开关，用于测试电压、量程以及倍率电阻档位的选择，倍率开关分别与上述的放电开关、电源模块、串联分压电路、电源选择电路、测试电压采样电路、倍率开关档位采样电路以及微控器电连接；高阻抗放大器和高精度A/D转换器，用于检测并向微控器发送试样检测电压信号；高阻抗放大器和高精度A/D转换器串接，高阻抗放大器的输入端与放电开关电连接；高精度A/D转换器的输出端与微控器电连接；电源模块，用于提供测试所需的电源；电源模块输出电源受微控器控制；试样压缩构件，用于测试使用时在微控器的控制下对被测纤维试样进行挤压，使得被测纤维试样与上述的测试盒的第一电极板和第二电极板紧密接触；触摸屏，用于人机信息交互，触摸屏与微控器的双向信号电连接；微控器，用于对装置运行综合控制、比电阻值计算以及数据存储；放电开关档位采样电路，用于向微控器发送信号使得微控器自动判断装置处于校满、放电或测试状态；放电开关档位采样电路分别与放电开关以及微控器电连接；串联分压电路，用于扩展被测纤维的电阻测量范围，串联分压电路与倍率开关电连接，使用时串联分压电路与被测纤维试样串联分压；电源选择电路，用于选择测试所需电压；电源选择电路分别与倍率开关以及电源模块电连接；测试电压采样电路，用于使用时自动检测当前测试电压实时值；测试电压采样电路分别与电源选择电路以及微控器电连接；倍率开关档位采样电路，用于采样并向微控器发送量程信号；倍率开关档位采样电路分别与倍率开关以及微控器电连接；满度校正电压电路，用于提供装置校满所需的满度校正电压信号，满度校正电压电路的输入端与电源模块电连接；满度校正电压电路的输出端与放电开关电连接。进一步的方案是：上述的放电开关为三刀三位旋转式波段开关；放电开关具有放电开关旋钮、在放电开关旋钮驱动下同轴同步运动的第一动触头D21、第二动触头D22、第三动触头D23以及与第一动触头D21配合设置的3个静触头J211、J212、J213，与第二动触头D22配合设置的3个静触头J221、J222、J223，与第三动触头D23配合设有3个静触头J231、J232、J233；上述的放电开关旋钮设置在箱体上。进一步的方案是：上述的放电开关档位采样电路包括电阻R1～R5共5只电阻；其中，电阻R1的一端接地，电阻R1的另一端通过放电开关的静触头J231与电阻R2的一端电连接；电阻R2的另一端、电阻R3的一端以及放电开关的静触头J232共线；电阻R3的另一端、电阻R4的一端以及放电开关的静触头J233共线；电阻R4的另一端与电阻R5的一端具有公共接点，该公共接点与微控器具有的DC3.3V电源输出端电连接；电阻R5的另一端接放电开关的第三动触头D23；放电开关的第三动触头D23与微控器设置的放电开关档位采样信号输入端电连接。进一步的方案是：上述的倍率开关为三刀十一位旋转式波段开关，倍率开关具有倍率开关旋钮、在倍率开关旋钮驱动下同轴同步运动的第一动触头D31、第二动触头D32、第三动触头D33；与第一动触头D31配合设置的11个静触头J311～J3111，与第二动触头D32配合设置的11个静触头J321～J3211，与第三动触头D33配合设有11个静触头J331～J3311；倍率开关旋钮设置在箱体上；上述的倍率开关由其第一动触头D31和第二动触头D32与放电开关电连接。进一步的方案是：上述的串联分压电路包括电阻R6～R16共11只电阻；电阻R6～R16的各一端与倍率开关的静触头J311～J3111对应电连接；电阻R6～R16的各另一端均接地；测试使用时，电阻R6～R16依设置的档位与被测纤维试样（可视为电阻）串联分压。进一步的方案是：上述的上述的电源选择电路由倍率开关的第二动触头D32和与其配合的11个静触头J321～J3211以及连接用的导线构成；其中，静触头J321、静触头J322以及静触头J323通过导线并联相接后形成一个公共接点，该公共接点为电源选择电路的第一电源输入端；静触头J324～J3211共8个静触头通过导线并联相接后形成一个公共接点，该公共接点为电源选择电路的第二电源输入端；电源选择电路由其第一和第二电源输入端与电源模块电连接。进一步的方案是：上述的倍率开关档位采样电路包括电阻R17～R29共13只电阻；其中，电阻R17的一端接地，电阻R17的另一端通过倍率开关的静触头J331与电阻R18的一端串接；电阻R18～R28依次串接；倍率开关的静触头J332～J3311依次与电阻R18～R28每2个相邻电阻的串接点对应电连接；电阻R28的未串接的另一端与电阻R29的一端具有公共接点，该公共接点接微控器具有的DC3.3V电源输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字式纤维比电阻测试装置，包括箱体、测试盒、试样压缩构件和电路装置；所述的电路装置包括高阻抗放大器和高精度A/D转换器；所述的测试盒用于容纳被测纤维试样，测试盒可插拔式安装在箱体上；测试盒设有第一电极板和第二电极板；其特征在于：所述的电路装置还包括放电开关、倍率开关、电源模块、触摸屏、微控器、放电开关档位采样电路、串联分压电路、电源选择电路、测试电压采样电路、倍率开关档位采样电路以及满度校正电压电路；其中：放电开关，用于选择装置执行校满、放电或测试功能；放电开关分别与所述的测试盒的第一电极板和第二电极板、高阻抗放大器、倍率开关、放电开关档位采样电路、满度校正电压电路以及微控器电连接；倍率开关，用于测试电压、量程以及倍率电阻档位的选择，倍率开关分别与所述的放电开关、电源模块、串联分压电路、电源选择电路、测试电压采样电路、倍率开关档位采样电路以及微控器电连接；高阻抗放大器和高精度A/D转换器，用于检测并向微控器发送试样检测电压信号；高阻抗放大器和高精度A/D转换器串接，高阻抗放大器的输入端与放电开关电连接；高精度A/D转换器的输出端与微控器电连接；电源模块，用于提供测试所需的电源；电源模块输出电源受微控器控制；试样压缩构件，用于测试使用时在微控器的控制下对被测纤维试样进行挤压，使得被测纤维试样与所述的测试盒的第一电极板和第二电极板紧密接触；触摸屏，用于人机信息交互，触摸屏与微控器的双向信号电连接；微控器，用于对装置运行综合控制、比电阻值计算以及数据存储；放电开关档位采样电路，用于向微控器发送信号使得微控器自动判断装置处于校满、放电或测试状态；放电开关档位采样电路分别与放电开关以及微控器电连接；串联分压电路，用于扩展被测纤维的电阻测量范围，串联分压电路与倍率开关电连接，使用时串联分压电路与被测纤维试样串联分压；电源选择电路，用于选择测试所需电压；电源选择电路分别与倍率开关以及电源模块电连接；测试电压采样电路，用于使用时自动检测当前测试电压实时值；测试电压采样电路分别与电源选择电路以及微控器电连接；倍率开关档位采样电路，用于采样并向微控器发送量程信号；倍率开关档位采样电路分别与倍率开关以及微控器电连接；满度校正电压电路，用于提供装置校满所需的满度校正电压信号，满度校正电压电路的输入端与电源模块电连接；满度校正电压电路的输出端与放电开关电连接。...

【技术特征摘要】
2016.10.17 CN 20161090269661.一种数字式纤维比电阻测试装置，包括箱体、测试盒、试样压缩构件和电路装置；所述的电路装置包括高阻抗放大器和高精度A/D转换器；所述的测试盒用于容纳被测纤维试样，测试盒可插拔式安装在箱体上；测试盒设有第一电极板和第二电极板；其特征在于：所述的电路装置还包括放电开关、倍率开关、电源模块、触摸屏、微控器、放电开关档位采样电路、串联分压电路、电源选择电路、测试电压采样电路、倍率开关档位采样电路以及满度校正电压电路；其中：放电开关，用于选择装置执行校满、放电或测试功能；放电开关分别与所述的测试盒的第一电极板和第二电极板、高阻抗放大器、倍率开关、放电开关档位采样电路、满度校正电压电路以及微控器电连接；倍率开关，用于测试电压、量程以及倍率电阻档位的选择，倍率开关分别与所述的放电开关、电源模块、串联分压电路、电源选择电路、测试电压采样电路、倍率开关档位采样电路以及微控器电连接；高阻抗放大器和高精度A/D转换器，用于检测并向微控器发送试样检测电压信号；高阻抗放大器和高精度A/D转换器串接，高阻抗放大器的输入端与放电开关电连接；高精度A/D转换器的输出端与微控器电连接；电源模块，用于提供测试所需的电源；电源模块输出电源受微控器控制；试样压缩构件，用于测试使用时在微控器的控制下对被测纤维试样进行挤压，使得被测纤维试样与所述的测试盒的第一电极板和第二电极板紧密接触；触摸屏，用于人机信息交互，触摸屏与微控器的双向信号电连接；微控器，用于对装置运行综合控制、比电阻值计算以及数据存储；放电开关档位采样电路，用于向微控器发送信号使得微控器自动判断装置处于校满、放电或测试状态；放电开关档位采样电路分别与放电开关以及微控器电连接；串联分压电路，用于扩展被测纤维的电阻测量范围，串联分压电路与倍率开关电连接，使用时串联分压电路与被测纤维试样串联分压；电源选择电路，用于选择测试所需电压；电源选择电路分别与倍率开关以及电源模块电连接；测试电压采样电路，用于使用时自动检测当前测试电压实时值；测试电压采样电路分别与电源选择电路以及微控器电连接；倍率开关档位采样电路，用于采样并向微控器发送量程信号；倍率开关档位采样电路分别与倍率开关以及微控器电连接；满度校正电压电路，用于提供装置校满所需的满度校正电压信号，满度校正电压电路的输入端与电源模块电连接；满度校正电压电路的输出端与放电开关电连接。2.根据权利要求1所述的数字式纤维比电阻测试装置，其特征在于：所述的放电开关为三刀三位旋转式波段开关；放电开关具有放电开关旋钮、在放电开关旋钮驱动下同轴同步运动的第一动触头D21、第二动触头D22、第三动触头D23以及与第一动触头D21配合设置的3个静触头J211、J212、J213，与第二动触头D22配合设置的3个静触头J221、J222、J223，与第三动触头D23配合设有3个静触头J231、J232、J233；所述的放电开关旋钮设置在箱体上。3.根据权利要求2所述的数字式纤维比电阻测试装置，其特征在于：所述的放电开关档位采样电路包括电阻R1～R5共5只电阻；其中，电阻R1的一端接地，电阻R1的另一端通过放电开关的静触头J231与电阻R2的一端电连接；电阻R2的另一端、电阻R3的一端以及放电开关的静触头J232共线；电阻R3的另一端、电阻R4的一端以及放电开关的静触头J233共线；电阻R4的另一端与电阻R5的一端具有公共接点，该公共接点与微控器具有的DC3.3V电源输出端电连接；电阻R5的另一端接放电开关的第三动触头D23；放电开关的第三动触头D23与微控器设置的放电开关档位采样信号输入端电连接。4.根据权利要求1所述的数字式纤维比电阻测试装置，其特征在于：所述的倍率开关为三刀十一位旋转式波段开关，倍率开关具有倍率开关旋钮、在倍率开关旋钮驱动下同轴同步运动的第一动触头D31、第二动触头D32、第三动触头D33；与第一动触头D31配合设置的11个静触头J311～J3111，与第二动触头D32配合设置的11个静触头J321～J3211，与第三动触头D33配合设有11个静触头J331～J3311；倍率开关旋钮设置在箱体上；所述的倍率开关由其第一动触头D31和第二动触头D32与放电开关电连接。5.根据权利要求4所述的数字式纤维比电阻测试装置，其特征在于：所述的串联分压电路包括电阻R6～R16共11只电阻；电阻R6～R16的各一端与倍率开关的静触头J311～J3111对应电连接；电阻R6～R16的各另一端均接地；测试使用时，电阻R6～R16依设置的档位与被测纤维试样（可视为电阻）串联分压。6.根据权利要求4所述的数字式纤维比电阻测试装置，其特征在于：所述的所述的电源选择电路由倍率开关的第二动触头D32和与其配合的11个静触头J321～J3211以及连接用的导线构成；其中，静触头J321、静触头J322以及静触头J323通过导线并联相接后形成一个公共接点，该公共接点为电源选择电路的第一电源输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟平，张永信，
申请(专利权)人：常州市华纺纺织仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32