一種纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，包括用于對(duì)需要測(cè)試的散纖維、紗線和織物進(jìn)行選擇，通過(guò)采用多檔分壓電路來(lái)改變測(cè)試量程，提供散纖維壓縮、紗線和織物夾持以及測(cè)試電極系統(tǒng)；用于對(duì)多檔分壓電路的標(biāo)準(zhǔn)電阻器上的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波和放大的信號(hào)濾波和放大系統(tǒng)；用于利用LabVIEW程序控制數(shù)據(jù)采集卡將電壓信號(hào)采集入計(jì)算機(jī)，將采集的電壓信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理并將纖維的電流數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示的系統(tǒng)。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置不同纖維聚集形態(tài)的測(cè)試裝置并利用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠反映不同纖維集合體的電流變化。此外，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，提高了工作效率。
【專利說(shuō)明】一種纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料電學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]材料電學(xué)性質(zhì)測(cè)試中電阻是一項(xiàng)重要的測(cè)試指標(biāo)，我國(guó)《原棉回潮率實(shí)驗(yàn)方法電測(cè)器法》(GB6102.2-2009)、《固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗(yàn)方法》(GB/T1410-2006)規(guī)定了測(cè)試裝置、測(cè)試方法和被測(cè)試樣形態(tài)，在國(guó)外，英國(guó)BSENl 149-2-1997標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)ASTMD4238-1990標(biāo)準(zhǔn)也規(guī)定了相應(yīng)的測(cè)試裝置、測(cè)試方法和形態(tài)，我國(guó)現(xiàn)有的測(cè)試紡織纖維電阻儀器如YG321纖維比電阻測(cè)試儀、原棉電測(cè)濕儀如Y412系列原棉回潮率測(cè)試儀其測(cè)試對(duì)象都是壓縮到一定體積密度的無(wú)規(guī)纖維集合體，國(guó)外相關(guān)測(cè)試儀器所用試樣與國(guó)內(nèi)類似，而絕緣材料電阻測(cè)試儀如ZC36型高阻計(jì)測(cè)試的是薄型絕緣材料的表面電阻和體積電阻，通常在測(cè)試時(shí)它們都是讀取較為穩(wěn)定時(shí)的測(cè)試讀數(shù)，而嚴(yán)格來(lái)講纖維高聚物在外電壓作用下電流都隨著時(shí)間有不同程度的變化；影響纖維的因素除了自身結(jié)構(gòu)外，其纖維的聚集形式、外界環(huán)境對(duì)纖維的電流都有很大的影響而目前的測(cè)試手段存在以下方面的不足之處；其一，纖維的聚集形態(tài)多樣:散纖維、紗線、織物，而目前的纖維電阻測(cè)試儀器未能實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)測(cè)試儀上實(shí)現(xiàn)對(duì)不同纖維聚集形態(tài)的測(cè)量；其二，作用于纖維的電壓較高，在較高電壓作用下纖維材料極化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，甚至?xí)霈F(xiàn)纖維局部的電擊穿，影響纖維的直流電阻測(cè)量；其三，測(cè)試讀數(shù)一般是在較為穩(wěn)定時(shí)讀數(shù)，而不同材料因結(jié)構(gòu)等內(nèi)外因讀數(shù)時(shí)間長(zhǎng)短不一致，因此，如果測(cè)試過(guò)程中能反映纖維電流的實(shí)時(shí)變化情況，這對(duì)于纖維電學(xué)性質(zhì)的研究和電阻的準(zhǔn)確測(cè)量都更具意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的測(cè)試方法存在的纖維電阻測(cè)試儀器測(cè)試?yán)w維聚集形態(tài)單一；在較高電壓作用下纖維材料極化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，影響纖維的直流電阻測(cè)量，同時(shí)電壓根據(jù)測(cè)試需要可調(diào)；測(cè)試讀數(shù)一般是在較為穩(wěn)定時(shí)讀數(shù)，而不同材料因結(jié)構(gòu)等內(nèi)外因素讀數(shù)時(shí)間長(zhǎng)短不一致的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，該纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)包括:散纖維壓縮裝置、紗線夾持裝置、織物夾持裝置以及測(cè)試電極系統(tǒng)、多檔分壓電路、信號(hào)濾波和放大系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)；
[0005]用于對(duì)需要測(cè)試的散纖維、紗線和織物進(jìn)行選擇，通過(guò)采用多檔分壓電路來(lái)改變測(cè)試量程，提供包括散纖維壓縮裝置與測(cè)試電極、紗線夾持裝置與測(cè)試電極和織物夾持裝置及測(cè)試電極；
[0006]與多檔分壓電路相連接，用于對(duì)多檔分壓電路的標(biāo)準(zhǔn)電阻器上的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波和放大的信號(hào)濾波和放大系統(tǒng)；
[0007]與信號(hào)濾波和放大系統(tǒng)連接，用于通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡將電壓信號(hào)采集入計(jì)算機(jī)，將采集的電壓信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理，同時(shí)將纖維電流信號(hào)實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)。[0008]進(jìn)一步，該纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)包括:散纖維壓縮裝置及測(cè)試電極、紗線夾持裝置及測(cè)試電極、織物夾持裝置及測(cè)試電極、直流穩(wěn)壓電源、量程選擇開(kāi)關(guān)、試樣選擇開(kāi)關(guān)、電路開(kāi)關(guān)、表面/體積電流選擇開(kāi)關(guān)、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)；散纖維壓縮裝置、紗線夾持裝置中測(cè)試電極的一端連接直流穩(wěn)壓電源的負(fù)極，另一端連接試樣選擇開(kāi)關(guān)，織物夾持裝置中測(cè)試電極通過(guò)表面/體積電流選擇開(kāi)關(guān)分別與直流電源負(fù)極和試樣選擇開(kāi)關(guān)相連接，量程選擇連接多檔分壓路的電阻器R1，電路開(kāi)關(guān)的一端連接直流穩(wěn)壓電源的正極，另一端連接多檔分壓電路的電阻器Rl，多檔分壓電路連接信號(hào)濾波和放大電路，在LabVIE程序控制下，經(jīng)濾波放大的電壓信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡輸入計(jì)算機(jī)，電壓信號(hào)存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換將電流實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示在顯示器上。
[0009]進(jìn)一步，信號(hào)濾波和放大系統(tǒng)的信號(hào)濾波和放大電路的具體連接為:
[0010]電阻Rl連接電阻R2和R3，電阻R3連接電容C3，電容C3接地(GND)，電阻R2連接電容Cl，電阻R3連接運(yùn)算放大器OPl的同相輸入端，電容Cl連接運(yùn)算放大器OPl的反相輸入端，電容Cl和運(yùn)算放大器OPl的輸出端連接電阻R4和R5，電阻R5連接運(yùn)算放大器0P2的同相輸入端和電容C4電容C4接地(GND)，電阻R4連接電容C2，電容C2連接運(yùn)算放大器0P2的反相輸入端，電容C2和運(yùn)算放大器0P2的輸出端連接運(yùn)算放大器0P3的同相輸入端，運(yùn)算放大器0P3的反相輸入端連接電阻R9，運(yùn)算放大器0P3的輸出端連接電阻R7、電阻R6和電阻R8，電阻R7連接運(yùn)算放大器0P5的反相輸入端，電阻R6連接運(yùn)算放大器0P5的輸出端，電阻R8連接電阻R9，電阻R9連接電阻RlO和運(yùn)算放大器0P4的同相輸入端，運(yùn)算放大器0P4的反相輸入端接地(GND端)，電阻RlO和電阻Rll連接運(yùn)算放大器0P4的輸出端，電阻Rll連接電阻R12和運(yùn)算放大器0P5的同相輸入端，電阻R12接地(GND)，運(yùn)算放大器0P5的輸出端連接數(shù)據(jù)采集卡模擬量輸入端口，數(shù)據(jù)采集接地端子接地(GND)。
[0011]進(jìn)一步，散纖維壓縮裝置與測(cè)試電極包括:上底板、下底板、支撐桿、壓板、側(cè)墻板、下墻板、聚四氟乙烯側(cè)墻板、聚四氟乙烯下墻板、平板電極、千斤頂；
[0012]上底板和下底板連接支撐桿，壓板固定在上底板上，側(cè)墻板和下墻板內(nèi)部設(shè)置聚四氟乙烯側(cè)墻板和聚四氟乙烯下墻板，下底板的上面設(shè)置千斤頂，千斤頂?shù)幕钊厦嬖O(shè)置下墻板。
[0013]進(jìn)一步，紗線夾持裝置與測(cè)試電極包括:不銹鋼夾頭、聚四氟乙烯托架、聚四氟乙烯紗線支撐板；
[0014]紗線均勻的纏繞在聚四氟乙烯支撐板上，不銹鋼夾頭夾住兩端并相距10mm。聚四氟乙烯支撐板固定在聚四氟乙烯托架上。
[0015]進(jìn)一步，織物夾持裝置及測(cè)試電極包括:不銹鋼圓環(huán)電極、不銹鋼圓柱電極、不銹鋼圓盤電極；
[0016]圓形的織物平鋪在不銹鋼圓盤電極上，織物上放置不銹鋼圓環(huán)電極和不銹鋼圓柱電極。
[0017]本發(fā)明提供的纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置不同纖維聚集形態(tài)的測(cè)試裝置，測(cè)試電極相互并聯(lián)并且其都跟一個(gè)試樣選擇開(kāi)關(guān)相連接，需要測(cè)試哪種聚集形態(tài)的纖維集合體時(shí)將開(kāi)關(guān)撥到該檔位，能夠反映不同纖維集合體聚集形態(tài)(散纖維、紗線、織物)的電流變化的檢測(cè)裝置。本發(fā)明將散纖維、紗線、織物這三種不同纖維聚集形態(tài)的測(cè)試集成在一個(gè)系統(tǒng)中，測(cè)試裝置機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單；散纖維在測(cè)試時(shí)其壓縮密度可調(diào)；測(cè)試量程較廣，測(cè)試電壓較低可調(diào)O?100V，測(cè)試精度較高，能生動(dòng)的反映測(cè)試電流隨時(shí)間的變化。本發(fā)明不但可以測(cè)試不同聚集形態(tài)纖維的電流，還可以通過(guò)進(jìn)行簡(jiǎn)單地修改，來(lái)反映與纖維電阻相關(guān)的其它指標(biāo)并將其顯示出來(lái)，而且對(duì)其功能可以擴(kuò)展，極大的節(jié)省了設(shè)備的成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的散纖維壓縮裝置與測(cè)試電極示意圖；
[0020]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的紗線夾持裝置與測(cè)試電極結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的織物夾持裝置及測(cè)試電極結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖中:1、散纖維；2、紗線；3、織物；4、直流穩(wěn)壓電源；5、量程選擇開(kāi)關(guān)；6、試樣選擇開(kāi)關(guān)；7、電路開(kāi)關(guān)；8、表面/體積電流選擇開(kāi)關(guān)；9、數(shù)據(jù)采集卡；10、計(jì)算機(jī)；11、上底板；12、下底板；13、支撐桿；14、壓板；15、側(cè)墻板；16、下墻板；17、聚四氟乙烯側(cè)墻板；18、聚四氟乙烯下墻板；19、平板電極；20、活塞；21、千斤頂；22、不銹鋼夾頭；23、聚四氟乙烯托架；24、聚四氟乙烯支撐板；25、不銹鋼圓環(huán)電極；26、不銹鋼圓柱電極；27、不銹鋼圓盤電極。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]本發(fā)明提供的纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。為了便于說(shuō)明，僅僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分。
[0025]本發(fā)明的纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，該纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)包括:散纖維壓縮裝置、紗線和織物夾持裝置和測(cè)試電極系統(tǒng)、多檔分壓電路、信號(hào)濾波和放大系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)；
[0026]用于對(duì)需要測(cè)試的散纖維、紗線和織物進(jìn)行選擇，通過(guò)采用多檔分壓電路來(lái)改變測(cè)試量程，提供包括散纖維壓縮裝置與測(cè)試電極、紗線夾持裝置與測(cè)試電極和織物夾持裝置及測(cè)試電極；
[0027]為擴(kuò)大測(cè)試量程，并聯(lián)10個(gè)不同阻值的標(biāo)準(zhǔn)電阻器構(gòu)成的多檔分壓電路，與多檔分壓電路相連接，用于減少外界信號(hào)干擾需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電阻器上的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波和放大的信號(hào)濾波和放大系統(tǒng)；
[0028]與信號(hào)濾波和放大系統(tǒng)連接，用于通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡將電壓信號(hào)采集入計(jì)算機(jī)，將采集的電壓信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理，同時(shí)將纖維的電流數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)。
[0029]作為本發(fā)明實(shí)施例的一優(yōu)化方案，該纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)包括:散纖維壓縮裝置及測(cè)試電極、紗線夾持裝置及測(cè)試電極、織物夾持裝置及測(cè)試電極、直流穩(wěn)壓電源、電路開(kāi)關(guān)、量程選擇開(kāi)關(guān)、試樣選擇開(kāi)關(guān)、表面/體積電流選擇開(kāi)關(guān)、多檔分壓電路、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)、LabVIEff程序；
[0030]散纖維壓縮裝置中、紗線夾持裝置中的測(cè)試電極的一端連接直流穩(wěn)壓電源的負(fù)極，另一端連接試樣選擇開(kāi)關(guān)，織物夾持裝置中的測(cè)試電極通過(guò)表面/體積電流選擇開(kāi)關(guān)分別連接直流穩(wěn)壓電源負(fù)極和試樣選擇開(kāi)關(guān)，量程選擇開(kāi)關(guān)連接多檔分壓電路的電阻器R1，電路開(kāi)關(guān)的一端連接直流穩(wěn)壓電源的正極，另一端連接多檔分壓電路的電阻器R1，多檔分壓電路連接信號(hào)濾波和放大電路，在LabVIEW程序控制下經(jīng)濾波放大的電壓信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡輸入計(jì)算機(jī)，電壓信號(hào)存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換將電流實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示在顯示器上。
[0031]作為本發(fā)明實(shí)施例的一優(yōu)化方案，信號(hào)濾波和放大系統(tǒng)的信號(hào)濾波和放大電路的具體連接為:
[0032]電阻Rl連接電阻R2和R3，電阻R3連接電容C3，電容C3連地(GND)，電阻R2連接電容Cl，電阻R3連接運(yùn)算放大器OPl的同相輸入端，電容Cl連接運(yùn)算放大器OPl的反相輸入端，電容Cl和運(yùn)算放大器OPl的輸出端連接電阻R4和R5，電阻R5連接運(yùn)算放大器0P2的同相輸入端和電容C4電容C4連地(GND)，電阻R4連接電容C2，電容C2連接運(yùn)算放大器0P2的反相輸入端，電容C2和運(yùn)算放大器0P2的輸出端連接運(yùn)算放大器0P3的同相輸入端，運(yùn)算放大器0P3的反相輸入端連接電阻R9，運(yùn)算放大器0P3的輸出端連接電阻R7、電阻R6和電阻R8，電阻R7連接運(yùn)算放大器0P5的反相輸入端，電阻R6連接運(yùn)算放大器0P5的輸出端，電阻R8連接電阻R9，電阻R9連接電阻RlO和運(yùn)算放大器0P4的同相輸入端，運(yùn)算放大器0P4的反相輸入端接地(GND)，電阻RlO和電阻Rll連接運(yùn)算放大器0P4的輸出端，電阻Rll連接電阻Rl2和運(yùn)算放大器0P5的同相輸入端，電阻Rl2接地(GND)，運(yùn)算放大器0P5的輸出端連接數(shù)據(jù)采集卡模擬量輸入端口，其接地端子接地(GND)。
[0033]作為本發(fā)明實(shí)施例的一優(yōu)化方案，散纖維壓縮裝置與測(cè)試電極包括:上底板、下底板、支撐桿、壓板、側(cè)墻板、下墻板、聚四氟乙烯側(cè)墻板、聚四氟乙烯下墻板、平板電極、千斤頂；
[0034]上底板和下底板連接支撐桿，壓板固定在上底板上，側(cè)墻板和下墻板內(nèi)部設(shè)置聚四氟乙烯側(cè)墻板和聚四氟乙烯下墻板，下底板的上面設(shè)置千斤頂，千斤頂?shù)幕钊纳厦嬖O(shè)置下墻板。
[0035]作為本發(fā)明實(shí)施例的一優(yōu)化方案，紗線夾持裝置與測(cè)試電極包括:不銹鋼夾頭、聚四氟乙烯托架、聚四氟乙烯支撐板；
[0036]紗線均勻的纏繞在聚四氟乙烯支撐板上，不銹鋼夾頭夾住兩端并相距10mm。聚四氟乙烯支撐板固定在聚四氟乙烯托架上。
[0037]作為本發(fā)明實(shí)施例的一優(yōu)化方案，織物夾持裝置及測(cè)試電極包括:不銹鋼圓環(huán)電極、不銹鋼圓柱電極、不銹鋼圓盤電極；
[0038]圓形的織物平鋪在不銹鋼圓盤電極上，織物上放置不銹鋼圓環(huán)電極和不銹鋼圓柱電極。
[0039]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。
[0040]本發(fā)明的纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)主要由:散纖維壓縮裝置、紗線和織物夾持裝置和測(cè)試電極系統(tǒng)、多檔分壓電路、信號(hào)濾波和放大系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)組成；
[0041]如圖1-圖4所示，散纖維壓縮裝置的測(cè)試電極19 一端、紗線夾持裝置的測(cè)試電極22的一端與直流穩(wěn)壓電源負(fù)極端子相連接，織物夾持裝置的不銹鋼圓環(huán)電極25以及不銹鋼圓柱電極26和不銹鋼圓盤電極27通過(guò)表面/體積電流選擇開(kāi)關(guān)8分別連接直流穩(wěn)壓電源4負(fù)極端子和試樣選擇開(kāi)關(guān)6相連接，直流穩(wěn)壓電源4正極端子與電路開(kāi)關(guān)7連接，控制量程的一系列不同阻值的標(biāo)準(zhǔn)電阻器Rl與電路開(kāi)關(guān)7連接，測(cè)試時(shí)量程由量程選擇開(kāi)關(guān)5控制，量程選擇開(kāi)關(guān)5與試樣選擇開(kāi)關(guān)6相連接，散纖維壓縮裝置的測(cè)試電極19另一端、紗線夾持裝置的不銹鋼夾頭22的另一端與試樣選擇開(kāi)關(guān)6相連接；在測(cè)試時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)電阻器上的電壓信號(hào)經(jīng)由R2、R3、Cl、C3、0P1、R4、R5、C2、C4、0P2形成的四階低通濾波電路濾波，濾波處理后的電壓信號(hào)經(jīng)由R8、R9、RIO、0P3、0P4、R6、R7、Rll、R12、0P5組成的二階差動(dòng)放大電路放大，濾波放大后的電壓信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡9輸入計(jì)算機(jī)10 ;使用LabVIEW控制數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及電流數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示。
[0042]信號(hào)濾波和放大系統(tǒng)電路的具體連接為:電阻Rl連接電阻R2和R3，電阻R3連接電容C3，電容C3接地(GND)，電阻R2連接電容Cl，電阻R3連接運(yùn)算放大器OPl的同相輸入端，電容Cl連接運(yùn)算放大器OPl的反相輸入端，電容Cl和運(yùn)算放大器OPl的輸出端連接電阻R4和R5，電阻R5連接運(yùn)算放大器0P2的同相輸入端和電容C4電容C4接地(GND)，電阻R4連接電容C2，電容C2連接運(yùn)算放大器0P2的反相輸入端，電容C2和運(yùn)算放大器0P2的輸出端連接運(yùn)算放大器0P3的同相輸入端，運(yùn)算放大器0P3的反相輸入端連接電阻R9，運(yùn)算放大器0P3的輸出端連接電阻R7、電阻R6和電阻R8，電阻R7連接運(yùn)算放大器0P5的反相輸入端，電阻R6連接運(yùn)算放大器0P5的輸出端，電阻R8連接電阻R9，電阻R9連接電阻RlO和運(yùn)算放大器0P4的同相輸入端，運(yùn)算放大器0P4的反相輸入端接地(GND)，電阻RlO和電阻Rll連接運(yùn)算放大器0P4的輸出端，電阻Rll連接電阻R12和運(yùn)算放大器0P5的同相輸入端，電阻Rl2接地(GND)，運(yùn)算放大器0P5的輸出端接數(shù)據(jù)采集卡9模擬量輸入端口，其數(shù)據(jù)采集卡接地端子接地(GND )。
[0043]如圖2所示，上底板11、下底板12與四根支撐桿13相連接，壓板14固定在上底板11上，四個(gè)側(cè)墻板15與下墻板16組成長(zhǎng)方體容器，容器內(nèi)壁緊貼聚四氟乙烯側(cè)墻板17和聚四氟乙烯下墻板18，兩塊平板電極19緊貼聚四氟乙烯側(cè)墻板17，下墻板16由千斤頂21的活塞20穩(wěn)定托持，通過(guò)活塞20的動(dòng)程來(lái)控制容器中散纖維的體積密度，在測(cè)試時(shí)將容器取出放入散纖維1，再將容器放入，搖動(dòng)千斤頂21的手柄，千斤頂?shù)幕钊?0推動(dòng)下墻板16上移，實(shí)現(xiàn)對(duì)散纖維集合體體積密度的控制；
[0044]如圖3所示，在測(cè)試時(shí)將紗線2均勻的纏繞在聚四氟乙烯支撐板24上，將不銹鋼夾頭22夾持并兩端相距10mm，再將支撐板24固定在聚四氟乙烯托架23上；
[0045]如圖4所示，圓形的織物3平鋪在不銹鋼圓盤電極27上，織物3上放置不銹鋼圓環(huán)電極25和不銹鋼圓柱電極26，三個(gè)電極圓心保持同軸，測(cè)試時(shí)，需要測(cè)試織物3的表面電流或者體積電流可將開(kāi)關(guān)撥至相應(yīng)的測(cè)試檔位，測(cè)試體積電流時(shí)，不銹鋼圓盤電極27接高壓端，不銹鋼圓柱電極26接低壓端，不銹鋼圓環(huán)電極25接地；測(cè)表面電流時(shí)，不銹鋼圓盤電極27接地，不銹鋼圓柱電極26接高壓端，不銹鋼圓環(huán)電極25接低壓端。
[0046]本發(fā)明的工作原理
[0047]本發(fā)明在測(cè)試時(shí)打開(kāi)直流穩(wěn)壓電源4，接通電路開(kāi)關(guān)7，將量程選擇開(kāi)關(guān)5撥到合適的量程，運(yùn)行數(shù)據(jù)采集程序，然后根據(jù)試樣(散纖維、紗線、織物)將試樣選擇開(kāi)關(guān)6撥到相應(yīng)的檔位進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)根據(jù)LabVIEW程序指令計(jì)算機(jī)對(duì)電流數(shù)據(jù)進(jìn)行后臺(tái)存儲(chǔ)，并將測(cè)試結(jié)果動(dòng)態(tài)的顯示在計(jì)算機(jī)上，如果量程不合適可重新?lián)軇?dòng)量程選擇開(kāi)關(guān)5到合適的檔位。
[0048]本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)由四大部分組成，第一部分為纖維集合體控制和測(cè)試電極系統(tǒng)，第二部分為多檔分壓電路，第三部分為信號(hào)濾波和放大系統(tǒng)，第四部分為數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)，纖維的聚集形態(tài)包括散纖維、紗線、織物，因此需要設(shè)計(jì)不同纖維聚集形態(tài)的測(cè)試裝置，其包括以下三個(gè)方面:(1)散纖維壓縮裝置和測(cè)試電極；(2)紗線夾持裝置和測(cè)試電極；(3)織物夾持裝置及測(cè)試電極。這三個(gè)測(cè)試裝置的測(cè)試電極相互并聯(lián)并且其都跟一個(gè)試樣選擇開(kāi)關(guān)相連接，需要測(cè)試哪種聚集形態(tài)的纖維集合體時(shí)將開(kāi)關(guān)撥到該檔位，由于在不同相對(duì)濕度時(shí)纖維的電阻會(huì)相差好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，因此需要采用多檔分壓電路來(lái)改變測(cè)試量程，其就是將待測(cè)纖維的電極與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻器串聯(lián)，同時(shí)在標(biāo)準(zhǔn)電阻器上串接若干電阻值不等的電阻，相互并聯(lián)的電阻由一個(gè)量程選擇開(kāi)相連接，測(cè)試時(shí)根據(jù)串聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)電阻器來(lái)選擇合適的量程，由于纖維電流很小，因此標(biāo)準(zhǔn)電阻器上的電壓降也很小，同時(shí)為了減少外界信號(hào)干擾需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電阻器上的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波和放大。由于采用的是直流穩(wěn)壓電源供電，因此濾波要減少大于工頻的電信號(hào)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電阻器上的電壓信號(hào)的干擾，這里采用四階低通濾波電路，電路的增益為1，而后采用二階差動(dòng)放大電路對(duì)濾波后的電壓信號(hào)放大1000倍，利用LabVIEW程序來(lái)控制數(shù)據(jù)采集卡采集電壓信號(hào)，控制計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、處理電壓數(shù)據(jù)，同時(shí)將電流數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及將其實(shí)時(shí)顯示在顯示器上。
[0049]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，該纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)包括: 用于對(duì)需要測(cè)試的散纖維、紗線和織物進(jìn)行選擇，通過(guò)采用多檔分壓電路來(lái)改變測(cè)試量程，提供不同纖維集合體約束裝置和測(cè)試電極系統(tǒng)，包括散纖維壓縮裝置與測(cè)試電極、紗線夾持裝置與測(cè)試電極和織物夾持裝置與測(cè)試電極； 與纖維集合體約束裝置和測(cè)試電極系統(tǒng)連接，用于擴(kuò)大量程的多檔分壓電路，與多檔分壓電路相連接，用于需要對(duì)多檔分壓電路中的標(biāo)準(zhǔn)電阻器上的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波和放大的信號(hào)濾波和放大系統(tǒng)； 與信號(hào)濾波和放大系統(tǒng)連接，用于使用LabVIEW程序通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡將電壓信號(hào)采集入計(jì)算機(jī)，將采集的電壓信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理，同時(shí)將纖維集合體的電流信號(hào)實(shí)時(shí)地反映在顯示器上的數(shù)據(jù)采集，處理和實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，該纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)包括:散纖維壓縮裝置與測(cè)試電極、紗線夾持裝置與測(cè)試電極、織物夾持裝置與測(cè)試電極、直流穩(wěn)壓電源、電路開(kāi)關(guān)、量程選擇開(kāi)關(guān)、試樣選擇開(kāi)關(guān)、表面/體積電流選擇開(kāi)關(guān)、多檔分壓電路、濾波和放大電路、LabVIEW程序、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)； 散纖維壓縮裝置中電極、紗線夾持裝置中電極的一端連接直流穩(wěn)壓電源的負(fù)極，另一端連接試樣選擇開(kāi)關(guān)，織物夾持裝置中的電極通過(guò)表面/體積電流選擇開(kāi)關(guān)分別連接直流穩(wěn)壓電源負(fù)極和試樣選擇開(kāi)關(guān)，量程選擇開(kāi)關(guān)連接多檔分壓電路的電阻器Rl，電路開(kāi)關(guān)的一端連接直流穩(wěn)壓電源的正極，另一端連接多檔分壓電路的電阻器R1，量程選擇開(kāi)關(guān)連接試樣選擇開(kāi)關(guān)，多檔分壓電路連接信號(hào)濾波和放大電路，數(shù)據(jù)采集卡的信號(hào)輸入端口接放大電路的信號(hào)輸出端口，計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)采集卡相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，多檔分壓電路、信號(hào)濾波和放大系統(tǒng)的電路的具體連接為: 10個(gè)不同阻值的標(biāo)準(zhǔn)電阻器Rl并聯(lián)組成多檔分壓電路，多檔分壓電路的電阻Rl連接電阻R2和R3，電阻R3連接電容C3，電容C3接地(GND)，電阻R2連接電容Cl，電阻R3連接運(yùn)算放大器OPl的同相輸入端，電容Cl連接運(yùn)算放大器OPl的反相輸入端，電容Cl和運(yùn)算放大器OPl的輸出端連接電阻R4和R5，電阻R5連接運(yùn)算放大器0P2的同相輸入端和電容C4電容C4接地(GND)，電阻R4連接電容C2，電容C2連接運(yùn)算放大器0P2的反相輸入端，電容C2和運(yùn)算放大器0P2的輸出端連接運(yùn)算放大器0P3的同相輸入端，運(yùn)算放大器0P3的連接電阻R9，運(yùn)算放大器0P3的輸出端連接電阻R7、電阻R6和電阻R8，電阻R7連接運(yùn)算放大器0P5的反相輸入端，電阻R6連接運(yùn)算放大器0P5的輸出端，電阻R8連接電阻R9，電阻R9連接電阻RlO和運(yùn)算放大器0P4的同相輸入端，運(yùn)算放大器0P4的反相輸入端接地(GND)，電阻RlO和電阻Rll連接運(yùn)算放大器0P4的輸出端，電阻Rll連接電阻R12和運(yùn)算放大器0P5的同相輸入端，電阻R12接地(GND)，運(yùn)算放大器0P5的輸出端連接數(shù)據(jù)采集卡信號(hào)輸入端，數(shù)據(jù)采集卡接地端接地(GND )。
4.如權(quán)利要求1所述的纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，散纖維壓縮裝置與測(cè)試電極包括:上底板、下底板、支撐桿、壓板、側(cè)墻板、下墻板、聚四氟乙烯側(cè)墻板、聚四氟乙烯下墻板、平板電極、千斤頂； 上底板和下底板連接支撐桿，壓板固定在上底板上，側(cè)墻板和下墻板內(nèi)部設(shè)置聚四氟乙烯側(cè)墻板和聚四氟乙烯下墻板，下底板的上面設(shè)置千斤頂，千斤頂?shù)幕钊纳厦嬖O(shè)置下墻板。
5.如權(quán)利要求1所述的纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，紗線夾持裝置與測(cè)試電極包括:不銹鋼夾頭、聚四氟乙烯托架、聚四氟乙烯紗線支撐板； 紗線均勻的纏繞在在聚四氟乙烯支撐板上并由不銹鋼夾頭夾持兩端，并相聚10mm，聚四氟乙烯支撐板固定在聚四氟乙烯托架上。
6.如權(quán)利要求1所述的纖維集合體電流動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，織物夾持裝置及測(cè)試電極包括:不銹鋼圓環(huán)電極、不銹鋼圓柱電極、不銹鋼圓盤電極； 圓形的織物平鋪在不銹鋼圓盤電極上，織物上放置不銹鋼圓環(huán)電極和不銹鋼圓柱電極、這三個(gè)電極保持同心同 軸。
【文檔編號(hào)】G01R19/00GK103713179SQ201310721613
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】賈高鵬, 孫潤(rùn)軍, 曾春梅, 樊理山 申請(qǐng)人:鹽城工學(xué)院