[發明專利]基于阻抗分析儀的多極板電容在線測量系統

有效

• 申請號: 201310370456.2
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103439584A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 周英鋼;顏華;劉德龍;王伊凡
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍;周楠

技術領域

?本發明屬于測量裝置領域，主要涉及一種多極板電容在線測量系統，特別是涉及一種基于阻抗分析儀的多極板電容在線測量系統。

背景技術

阻抗分析儀用于與精準檢測，其能在阻抗范圍和寬頻率范圍進行精確測量，它利用物體具有不同的導電作用，在物體表面加一固定的低電平電流時，通過阻抗計算出物體的各種器件、設備參數和性能優劣。阻抗分析儀的優點是：易用、指標和圖形相結合、參數準確、價格低廉、對生產的可指導性非常強、可用于微小電容檢測并能達到很高的精度等。阻抗分析儀的缺點是笨重、采樣率低、測量通道只有一個、對于多極板電容檢測，操作起來很是煩瑣，不便于實驗中的應用。

阻抗分析儀對小電容測量原理如圖1所示，其中Hc和Lc用來饋送測量電流到被測物體，Hp，Lp用來檢測被測物體的電壓降，通過電壓和電流之比計算測量物體上的電容數據。測量時采用四端子連接電路，對測試電纜和試樣進行屏蔽，對電流電壓變換部分進行控制，由此使試樣一端（Lp端子對）的電壓接近于零。即使Lc端子對上的電壓也接近于零。這樣連接可以抑制雜散電容，解決互感耦合問題，使系統不受溫差電動勢影響，抑制電磁感應的影響。

阻抗分析儀應用于測量小電容，能夠達到精準測量小電容的能力，精度遠高于交流C/V電路檢測法所采集的電容數據。但是其只能對單一測量數據進行測量，測量時需將傳感器的引線連接分別連接在倆夾口下，在阻抗分析儀儀器的面板上進行多次點擊設定，才能完成某對傳感器的電容值的測量。如要進行多極板的電容值測量，則需多步更改，多次連接，且需要多次校正，過程極為煩瑣。

發明內容

發明目的：

為了解決上述問題，本發明提出了一種基于阻抗分析儀的多極板電容在線測量系統，可以實現阻抗分析儀的方便運用，在保障實驗數據精確的前提下隨時進行通道切換，完成數據采集。

技術方案：

本發明是通過以下技術方案來實現的：

一種基于阻抗分析儀的多極板電容在線測量系統，其特征在于：該系統由多極板電容傳感器、基于ARM的多路切換系統、WK65120B型阻抗分析儀、計算機，一條串口線，一條GPIB總線，一條雙向四端口BNC線組成；多極板電容傳感器連接基于ARM的多路切換系統，基于ARM的多路切換系統通過雙向四端口BNC線連接WK65120B型阻抗分析儀，WK65120B型阻抗分析儀通過GPIB總線連接計算機，基于ARM的多路切換系統通過串口線連接計算機。

所述基于ARM的多路切換系統采用NEC公司的UD2系列繼電器進行通道切換。

所述多極板電容傳感器的一個傳感器對應兩個繼電器，與傳感器相連的一組繼電器用1-n標號表示，另一組繼電器與前組繼電器相連。

優點及效果：

本發明是一種基于阻抗分析儀的多極板電容在線測量系統，能夠在不影響測量精度前提下，通過控制多路切換系統及阻抗分析儀完成測量，很好的提高了測量速度，減少了煩瑣的步驟，將所有步驟在電腦上實現，為以后基于阻抗分析儀的ECT系統構建提供了堅實基礎。

附圖說明：

圖1為四端口對接電路原理圖；

圖2為本發明結構示意圖；

圖3為UD2型繼電器示意圖；

圖4為圖3的側向視圖；

圖5為ARM的多路切換系統原理圖；

圖6為GPIB命令結構圖；

圖7為命令路徑圖；

圖8為流程圖；

圖9為相同極板對數據對比示意圖；

圖10為不同極板電容測量數據對比示意圖；

圖11為單一極板切換原理圖；

圖12為本發明電路結構圖。

具體實施方式：

下面結合附圖對本發明加做進一步的說明：

本發明涉及一種基于阻抗分析儀的多極板電容在線測量系統，如圖2和圖12中所示，其特征在于：該系統由多極板電容傳感器、基于ARM的多路切換系統、WK65120B型阻抗分析儀、計算機，一條串口線，一條GPIB總線和一條雙向四端口BNC線組成；多極板電容傳感器連接基于ARM的多路切換系統，基于ARM的多路切換系統通過雙向四端口BNC線連接WK65120B型阻抗分析儀，WK65120B型阻抗分析儀通過GPIB總線連接計算機，基于ARM的多路切換系統通過串口線連接計算機。

本發明可運用QT軟件進行程序編寫，使上述設備能夠在計算機上進行控制達到所要實現的不同的數據采集，數據處理等目標。