在線式電阻率測試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種材料物理性能的測試分析裝置，特別是涉及一種材料電學(xué)性能的測試分析裝置，屬于材料分析和電子測試設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電阻率的測試常規(guī)的測試方法是四探針法或四線法，四線法主要應(yīng)用在金屬電阻率接觸測試中，接觸式測量由于接觸電阻等原因?qū)y試材料的表面要求非常高，這在工業(yè)現(xiàn)場是很難滿足測試要求的。一般的測試方式均是將被測材料根據(jù)測試夾具的要求通過線切割等方式加工成被測試樣，然后在測試儀器上進(jìn)行電阻率測試，測試的是局部材料的服役前的情況，或者是材料失效后切割小部分再進(jìn)行測試分析，分析材料失效的原因，及不同服役狀態(tài)過程中的特性。測試試樣與實際材料服役的情況還是有比較大的差別，例如加工前小試樣的局部特性不能真實反映整體材料的性能和加工過程對材料特性存在的影響。傳統(tǒng)的測試方式的局限性導(dǎo)致了缺乏對材料服役過程中測特性變化的記錄分析，丟失了服役過程中材料特性變化的重要信息或失效等結(jié)果數(shù)據(jù)的實踐總結(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種在線式電阻率測試系統(tǒng)，同時克服了傳統(tǒng)接觸式測量對測試材料的表面要求非常高的難題，拓展了現(xiàn)有技術(shù)中只能測試材料小部分特性的應(yīng)用領(lǐng)域，從空間和時間多角度反映材料服役狀態(tài)。
[0004]為達(dá)到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種在線式電阻率測試系統(tǒng)，由計算機、軟件控制系統(tǒng)和測試控制盒組成，測試控制盒通過通信電纜與計算機電氣通信連接，軟件控制系統(tǒng)安裝于計算機的軟件系統(tǒng)中，至少設(shè)置兩個測試控制盒，每個測試控制盒皆由傳感器系統(tǒng)、盒體姿態(tài)和定位系統(tǒng)、站號設(shè)定旋鈕和信號連接器組成，傳感器系統(tǒng)由第一測量電感線圈、第二測量電感線圈、控制線路板、溫度傳感器和控制單元組成，盒體姿態(tài)和定位系統(tǒng)由高度調(diào)節(jié)裝置、高度基準(zhǔn)面左支點、高度基準(zhǔn)面右支點和定位吸盤組成，測試控制盒底部由絕緣材料制成，第一測量電感線圈、第二測量電感線圈設(shè)置于測試控制盒底部的兩側(cè)，定位吸盤設(shè)置于測試控制盒底部的中間位置，兩個高度調(diào)節(jié)裝置分別設(shè)置于第一測量電感線圈和定位吸盤之間以及第二測量電感線圈和定位吸盤之間，使兩個高度調(diào)節(jié)裝置以定位吸盤的位置為中心呈對稱分布，設(shè)定使得第一測量電感線圈和第二測量電感線圈同時與被測材料表面處于非接觸的狀態(tài)，溫度傳感器也設(shè)置于測試控制盒底部，第一測量電感線圈、第二測量電感線圈和溫度傳感器皆通過導(dǎo)線與控制線路板信號連接，站號設(shè)定旋鈕和控制單元皆設(shè)置于控制線路板上，控制單元根據(jù)使用者旋轉(zhuǎn)開關(guān)站號設(shè)定旋鈕完成對應(yīng)測試控制盒的站號的設(shè)定，控制線路板和信號連接器之間進(jìn)行實時數(shù)據(jù)傳送，通過信號連接器完成與計算機軟件控制系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)交換。
[0005]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，至少設(shè)置三個測試控制盒。
[0006]作為上述技術(shù)方案中進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，設(shè)置三個測試控制盒，分別為第一測試控制盒、第二測試控制盒和第三測試控制盒。
[0007]作為上述技術(shù)方案中進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，在測試控制盒的控制線路板上的控制單元采用微控制器，微控制器與同時設(shè)置于控制線路板上的站號設(shè)定電路、高精度渦流信號專用處理電路、高精度信號發(fā)生電路、測溫電路、電源電路、顯示電路、通信電路和存儲器電路電氣連接，站號設(shè)定電路與站號設(shè)定旋鈕信號連接，微控制器根據(jù)使用者旋轉(zhuǎn)站號設(shè)定旋鈕后由站號設(shè)定電路獲取的開關(guān)脈沖信號來完成站號的設(shè)定，電源電路為控制線路板供電，高精度信號發(fā)生電路產(chǎn)生交變電壓信號，并通過測試控制盒的第一測量電感線圈和第二測量電感線圈將交變電壓信號輸送至被測材料，第一測量電感線圈和第二測量電感線圈再感知從被測材料方向返回的信號，通過高精度渦流信號專用處理電路將從被測材料采集的信號發(fā)送給微控制器進(jìn)行信號處理，信號處理的結(jié)果通過顯示電路向顯示輸出終端顯示測試結(jié)果，微控制器同時還通過通信電路進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換形成通信信號，然后再由對應(yīng)的測試控制盒的通信電纜將通信信號實時數(shù)據(jù)傳送給計算機及軟件控制系統(tǒng)，每個測試控制盒的溫度傳感器將對應(yīng)溫度檢測送號發(fā)送給同一測試控制盒的測溫電路，將溫度傳感器的熱電勢線性化放大后輸出直流電壓值由微控制器傳輸?shù)酱鎯ζ麟娐?，來實時記錄測試過程的溫度變化。
[0008]作為上述技術(shù)方案中進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，測試控制盒底部由絕緣陶瓷材料制成。
[0009]作為上述技術(shù)方案中進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，根據(jù)測試需要，高度調(diào)節(jié)裝置通過高度調(diào)節(jié)螺母實現(xiàn)對高度基準(zhǔn)面左支點和高度基準(zhǔn)面右支點的升降高度調(diào)控，進(jìn)而調(diào)節(jié)第一測量電感線圈和第二測量電感線圈與被測材料表面的距離。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點:
1.在采用本發(fā)明在線式電阻率測試系統(tǒng)測試時，不受測試材料表面油污等介質(zhì)的影響，適應(yīng)性強，測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；
2.本發(fā)明在線式電阻率測試系統(tǒng)能在線實時、快速和精確分析整體材料在服役過程中的電阻率變化，以及與電阻率相關(guān)的物理特性變化，獲取材料電阻率變化趨勢信息；
3.本發(fā)明在線式電阻率測試系統(tǒng)的裝置結(jié)構(gòu)簡單，測試精確度高。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例在線式電阻率測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例的測試控制盒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3是沿圖2中A向的視圖。
[0014]圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例的測試控制盒控制線路板框圖。
[0015]圖5是本發(fā)明優(yōu)選實施例的微控制器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖6是本發(fā)明優(yōu)選實施例的站號設(shè)定電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖7是本發(fā)明優(yōu)選實施例的高精度渦流信號專用處理電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖8是本發(fā)明優(yōu)選實施例的高精度信號發(fā)生電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖9是本發(fā)明優(yōu)選實施例的測溫電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖10是本發(fā)明優(yōu)選實施例的電源電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖11是本發(fā)明優(yōu)選實施例的顯示電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖12是本發(fā)明優(yōu)選實施例的通信電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖13是本發(fā)明優(yōu)選實施例的存儲器電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明的優(yōu)選實施例詳述如下:
在本實施例中，參見圖1~圖3，一種在線式電阻率測試系統(tǒng)，由計算機5、軟件控制系統(tǒng)6和測試控制盒組成，測試控制盒通過通信電纜4與計算機5電氣通信連接，軟件控制系統(tǒng)6安裝于計算機5的軟件系統(tǒng)中，一共設(shè)置3個測試控制盒，分別為第一測試控制盒1、第二測試控制盒2和第三測試控制盒3，每個測試控制盒皆由傳感器系統(tǒng)、盒體姿態(tài)和定位系統(tǒng)、站號設(shè)定旋鈕2-5和信號連接器2-7組成，傳感器系統(tǒng)由第一測量電感線圈2-2、第二測量電感線圈2-9、控制線路板2-4、溫度傳感器2-8和控制單元2-6組成，盒體姿態(tài)和定位系統(tǒng)由高度調(diào)節(jié)裝置2-3、高度基準(zhǔn)面左支點2-1、高度基準(zhǔn)面右支點2-10和定位吸盤2-11組成，測試控制盒底部由絕緣陶瓷材料制成，第一測量電感線圈2-2、第二測量電感線圈2-9設(shè)置于測試控制盒底部的兩側(cè)，定位吸盤2-11設(shè)置于測試控制盒底部的中間位置，兩個高度調(diào)節(jié)裝置2-3分別設(shè)置于第一測量電感線圈2-2和定位吸盤2-11之間以及第二測量電感線圈2-9和定位吸盤2-11之間，使兩個高度調(diào)節(jié)裝置2-3以定位吸盤2-11的位置為中心呈對稱分布，設(shè)定使得第一測量電感線圈2-2和第二測量電感線圈2-9同時與被測材料表面處于非接觸的狀態(tài)，進(jìn)行非接觸式測量，保證了測試信號不被被測材料表面污垢影響，第一測量電感線圈2-2和第二測量電感線圈2-9的線圈根據(jù)不同的材料選擇不同的圈數(shù)，在實施時需要將線圈的特新參數(shù)輸入給控制單元2-6，以便計算需要，根據(jù)測試需要，高度調(diào)節(jié)裝置2-3通過高度調(diào)節(jié)螺母實現(xiàn)對高度基準(zhǔn)面左支點2-1和高度基準(zhǔn)面右支點2-10的升降高度調(diào)控，進(jìn)而調(diào)節(jié)第一測量電感線圈2-2和第二測量電感線圈2-9與被測材料表面的距離，使得電感檢測信號處于最佳狀態(tài)，定位吸盤2-11將各測試信號盒分別與被測材料的設(shè)定測試點位置進(jìn)行固定，旋轉(zhuǎn)定位吸盤2-11頂端的螺母可以實現(xiàn)壓緊和松開的動作，拆卸方便，溫度傳感器2-8也設(shè)置于測試控制盒底部，溫度傳感器2-8采用K分度的熱電偶傳感器來是實現(xiàn)溫度采集，并將被測材料服役的實時溫度傳給控制線路板2-4，溫度傳感器2-8將溫度送號送給各測試控制盒的測溫電路，將溫度傳感器的熱電勢線性化放大后輸出直流電壓值由微控制器實時記錄測試過程的溫度變化，第一測量電感線圈2-2、第二測量電感線圈2-9和溫度傳感器2-8皆通過導(dǎo)線與控制線路板2-4信號連接，站號設(shè)定旋鈕2-5和控制單元2-6皆設(shè)置于控制線路板2-4上，控制單元2-6根據(jù)使用者旋轉(zhuǎn)開關(guān)站號設(shè)定旋鈕2-5完成對應(yīng)測試控制盒的站號的設(shè)定，站號設(shè)定旋鈕2-5用來設(shè)定本測試控制盒或測試材料位置的站號，為記錄的數(shù)據(jù)做好標(biāo)識，采用金屬凸輪編碼器EC11B15202AA，控制線路板2-4和信號連接器2-7之間進(jìn)行實時數(shù)據(jù)傳送，通過信號連接器2-7完成與計算機軟件控制系統(tǒng)6的實時數(shù)據(jù)交換，信號連接器2-7采用DB9接插件將各測試控制盒的采集信號通過連接線送出給計算機5的串行通信口?？刂凭€路板2-4的