炭素电阻率智能测试仪制造技术

一种炭素电阻率智能测试仪，包括中央处理器，中央处理器为LPC2138处理器，中央处理器设有RS232接口，RS232接口用于系统的检测、调试以及LPC2138的软件下载。本发明专利技术以嵌入式技术为核心，利用改进型Rymaszewski的测量方法，向测试件注入最大幅值为100A的矩形波脉冲电流，测取相应电压数值后计算出其电阻率。

【技术实现步骤摘要】
炭素电阻率智能测试仪
本专利技术涉及一种电阻率智能测试仪，具体涉及一种炭素电阻率智能测试仪。
技术介绍
炭素是国家重点支持的基础原材料之一，在核能、航天、军工等领域得到广泛的应用。为了较为准确地把握石墨炭素的结构及物态变化，常常利用炭素电阻率测试仪对其品质进行监测，以掌握炭素制品中杂质浓度的分布情况。国内现有的炭素电阻率测试仪多以手动调节为主，测量周期长，工作效率低，只能采用抽检少量产品的方法进行检测，导致石墨炭素制品参数的离散性偏高；并且由于是单点测试，只能测试某一具体电流偏置下炭素电阻率的大小，难以描述材料的电阻率整体特性和分布规律。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种炭素电阻率智能测试仪，该测试仪以嵌入式技术为核心，利用改进型Rymaszewski的测量方法，向测试件注入最大幅值为100 A的矩形波脉冲电流，测取相应电压数值后计算出其电阻率。本专利技术的技术解决方案是:1、一种炭素电阻率智能测试仪，包括中央处理器，所述中央处理器为LPC2138处理器，所述中央处理器设有RS232接口，其特征在于:所述RS232接口用于系统的检测、调试以及LPC2138的软件下载。2、根据权利要求1所述炭素电阻率智能测试仪，其特征在于:所述RS232接口是一个标准的VT100超级终端接口，使用windows超级终端仿真软件可对模板进行调试和检测。3、根据权利要求2所述炭素电阻率智能测试仪，其特征在于:所述RS232接口通过跳线跳接可以将编译连接生成的软件下载到LPC2138的FLASH存储器中。本专利技术的优点在于:采用嵌入式微处理器，并利用LPC2138产生可调的脉冲电流，通过改进型Rymaszewski电测法，在测量中消除了游移误差，避免了测试电流导致电阻升温的影响，提高了系统的精确性。【附图说明】图1为本专利技术系统构成图。【具体实施方式】参见图1，一种炭素电阻率智能测试仪，包括中央处理器，中央处理器为LPC2138处理器，中央处理器设有RS232接口，RS232接口用于系统的检测、调试以及LPC2138的软件下载。RS232接口是一个标准的VT100超级终端接口，使用windows超级终端仿真软件可对模板进行调试和检测。RS232接口通过跳线跳接可以将编译连接生成的软件下载到LPC2138的FLASH存储器中。该炭素电阻率智能测试仪，该测试仪以嵌入式技术为核心，利用改进型Rymaszewski的测量方法，向测试件注入最大幅值为100 A的矩形波脉冲电流，测取相应电压数值后计算出其电阻率。所有重要数据都可自动运算并将结果显示在测试仪的IXD屏上，免去了人工换算的繁琐，使用更方便，工作效率更高。系统的构成 该测试仪根据设计要求，选用了 Philips公司的LPC2138作为系统的中央处理器，LPC2138是一个基于支持实时仿真和嵌入式跟踪的32位ARM7TDMI微控制器，具有非常丰富的外围模块，强大的处理和控制功能。系统设有RS232接口，用于系统的检测、调试以及LPC2138的软件下载。正常情况下RS232调试接口是一个标准的VT100超级终端接口，使用windows超级终端仿真软件可以十分方便地对模板进行调试和检测。同时该串口通过跳线跳接可以将编译连接生成的软件下载到LPC2138的FLASH存储器中。测试原理 该测试仪采用改进型Rymaszewski电测法完成对石墨炭素电阻率的测试。改进型Rymaszewski电测法是在方形四探针Rymaszewski法的基础上,改进了探头与被测体的接触方式，不仅将探头改造为片状，还在片状探头与被测体接触处敷设面积足够大的锡箔，并在锡箔与测试面之问涂抹导电膏，将接触电阻减到最小值。让电流先后通过不同的片状探头对，测量另外2片状探头间电压，计算出电阻率，测量时，由键盘输入被测体的截面和长度，CPU控制DAC输出100 A的脉冲电流送往测量电极，再将在脉冲电流作用下被测物体产生的电位值送往前 端电压采集调理电路，经差分放大、电压跟随、高压保护，经模数转换后将电压的数字信号送给CPU进行处理，最后显示测试结果。测量过程中，首先让电流，从片状探头1、2通过被测体，测量片状探头3、4问的电压。，再让电流，从片状探头2、3通过被测体，测量片状探头1、4间的电压。为了提高测量的准确性，可将电流片状探头和电压片状探头进行4次轮换，循环一周，分别利用上式进行计算，最后取平均值。结果表明，利用改进型Rymaszewski电测法进行测量，其特点是不会出现几何影响，也不存在片状探头间距和边界的负面效应。该电测法还可实现“自我修正”，而不必寻找修正因子。另外，理论计算表明，片状探头沿任意方向游移时，只要保证正方形的2个对角线长度差的绝对值不超过边长的ο.35倍，其任意方向的游移对测量结果的影响很小，误差在5%以内。电流模块的设计 由于石墨炭素电阻率的测量属于微电阻测量，故电流源的选取是非常重要的，目前工程上通常采用脉冲大电流源(冲击电流源)测量和恒流源测量2种方法。若以大电流恒流源为基础进行测量，虽然可降低对测试仪的要求，但通电时间较长，被测电阻的温度也将随之升高，因电阻的负载效应而产生测量偏差。如果能将通过被测体的时间控制得很短，则可大大减少温升，从而减少电阻值的改变。以测量I __ Q的电阻为例:当电流脉冲宽度<300斗s，测试电流为100 A时，最大升温Λ丁一 3.2X10叫K，其电阻阻值变化率Λ肜R=3.2X10。12，可知其阻值几乎不变。因此，该设计采用脉冲大电流对石墨炭素电阻进行测量。这样不仅可以大大减少电流通过时石墨炭素电阻的温升，也可减小测试仪的体积，尤其方便于现场测量。电流模块的硬件电路主要由脉冲输出电路和脉冲电流控制电路两部分组成。若LPC2138未接收到来自键盘输入的脉冲电流数值，则自动输出幅值为100 A的脉冲电流；若LPc2138接收到来自键盘输入的脉冲电流数值，cPu根据脉冲的参数设置触发脉冲电流并输出PwM信号，经过功率放大后送鉴于输出的脉冲电流较大，对大功率开关器件提出了很高的要求。设计采用绝缘栅极双极晶体管IGBT (Insulated Gate BipOlar Transistor)来实现电流的稳定度。D3和D4构成双向限幅器，限制IGBT栅极的正压不高于+15 V，负压不低于一 10 V，保护IGBT不被损坏。稳压管D5对1脚起到限幅作用，以保护M57962L。R11起到门极限流作用，防止开通时栅极充电电流过大引起振荡。13脚和14脚输入PwM脉冲信号，5脚输出幅度+15?一 10 V的脉冲送至IGBT的栅极驱动IG — BT。1脚检测IGBT是否过流。当发生短路或过载时，IGBT的集电极电压超过15 V，D3截止，1脚检测到过流信号，5脚输出负压使IGBT迅速关断，同时故障输出端8脚输出低电平，使光耦导通输出过流信号送给LPc2138。当测试电流流过电阻时，由于热电势、电化学电势、放大电路本身的失调和温漂等原因，无法精确测量被测物体两端的弱电压信号。该电流源模块在设计中考虑通过从CPu的不同的引脚输出再相互叠加来解决的，由cPu控制输出幅值相等、方向相反的脉冲电流。由ARM和外围电路组成的测试电流模块可方便地实现参数的修改和控制信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炭素电阻率智能测试仪，包括中央处理器，所述中央处理器为LPC2138处理器，所述中央处理器设有RS232接口，其特征在于：所述RS232接口用于系统的检测、调试以及LPC2138的软件下载。

【技术特征摘要】
1.一种炭素电阻率智能测试仪，包括中央处理器，所述中央处理器为LPC2138处理器，所述中央处理器设有RS232接口，其特征在于:所述RS232接口用于系统的检测、调试以及LPC2138的软件下载。2.根据权利要求1所述炭素电阻率智能测试仪，其特征在于:所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王耀斌，
申请(专利权)人：陕西高新实业有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61