[發(fā)明專利]一種導(dǎo)電織物動(dòng)態(tài)電阻的測量系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810635488.3
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號(hào): CN109001261B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 繆旭紅;蔣高明;李煜天;萬愛蘭;陳晴
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/04
• 分類號(hào): G01N27/04;G01R27/08
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉;劉秋彤

1.一種導(dǎo)電織物動(dòng)態(tài)電阻的測量系統(tǒng)，其特征在于，包括對應(yīng)電阻、一對測試頭(1)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)和PC端(7)；所述導(dǎo)電織物與對應(yīng)電阻串聯(lián)，二者構(gòu)成閉合電路；所述的一對測試頭(1)的一端分別連接導(dǎo)電織物的兩端，另一端與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的輸入端相連，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的輸出端與PC端(7)相連；所述的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集電路(2)、微型處理器(3)、A/D轉(zhuǎn)換電路(4)和存儲(chǔ)器構(gòu)成，數(shù)據(jù)采集電路(2)用于傳輸導(dǎo)電織物被拉伸、恢復(fù)時(shí)產(chǎn)生的電流變化信號(hào)，微型處理器(3)用于將采集的電流變化信號(hào)進(jìn)行濾波處理，A/D轉(zhuǎn)換電路用于將濾波后的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中；一對測試頭(1)對經(jīng)過導(dǎo)電織物的電流進(jìn)行采集，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)對電流信號(hào)進(jìn)行處理后傳輸至PC端(7)，PC端(7)利用串聯(lián)電路的性質(zhì)計(jì)算顯示導(dǎo)電織物的實(shí)時(shí)電阻值；

所述測量系統(tǒng)的采集頻率為每秒鐘10次～40次。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電織物動(dòng)態(tài)電阻的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述測量系統(tǒng)中采樣周期的計(jì)算公式如下：

S＝S₁+S₂

其中，S為采樣周期，S₁為轉(zhuǎn)換時(shí)間，S₂為讀取時(shí)間，S₃為采樣時(shí)間，1/ADCCLK為時(shí)鐘周期。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種導(dǎo)電織物動(dòng)態(tài)電阻的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)電織物的電阻值測量范圍為1Ω～2000Ω，電阻變化間隔能精確至0.01Ω；所述測量系統(tǒng)的測試時(shí)長為1min～10h；所述導(dǎo)電織物為采用導(dǎo)電纖維通過織造形成的導(dǎo)電織物，或在常規(guī)的織物上通過涂層、印刷、沉積、貼合、繡花方式引入導(dǎo)電材料的導(dǎo)電織物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種導(dǎo)電織物動(dòng)態(tài)電阻的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述測量系統(tǒng)的采集頻率為每秒鐘10次～20次。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種導(dǎo)電織物動(dòng)態(tài)電阻的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述測量系統(tǒng)的采集頻率為每秒鐘10次～20次。

6.采用權(quán)利要求1～5任一所述的一種導(dǎo)電織物動(dòng)態(tài)電阻的測量系統(tǒng)的測量方法，其特征在于，步驟如下：

步驟1：將導(dǎo)電織物放置于拉伸測試儀中，設(shè)置拉伸測試儀的初始預(yù)張力、夾持距離、移動(dòng)速度、定點(diǎn)伸長和定點(diǎn)力，并將一對測試頭(1)與導(dǎo)電織物的導(dǎo)電區(qū)域兩端相連接，保持測試頭(1)穩(wěn)定夾持，連接好閉合電路；

步驟2：啟動(dòng)導(dǎo)電織物動(dòng)態(tài)電阻測量系統(tǒng)，并設(shè)定測試時(shí)間和采集頻率；

步驟3：啟動(dòng)拉伸測試儀，開始導(dǎo)電織物的電阻測試，觀察PC端(7)數(shù)據(jù)變化，調(diào)整相對電阻的阻值大小；

步驟4：拉伸測試儀的多次拉伸變化，致使導(dǎo)電織物產(chǎn)生相應(yīng)規(guī)律性的應(yīng)變變化，進(jìn)而導(dǎo)電織物的電阻值發(fā)生實(shí)時(shí)變化，并導(dǎo)致閉合回路中電流發(fā)生實(shí)時(shí)變化；數(shù)據(jù)采集電路(2)對變化的電流進(jìn)行采集，微型處理器(3)對采集的電流進(jìn)行第一次均值濾波數(shù)據(jù)處理，A/D轉(zhuǎn)換電路(4)將第一次均值濾波數(shù)據(jù)處理后的電信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中；

步驟5：存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)傳輸至PC端(7)，PC端(7)的電阻測試系統(tǒng)通過大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)保留選取具有特征性的數(shù)據(jù)點(diǎn)，并進(jìn)行第二次均值濾波處理和高斯白噪聲處理，通過第二次均值濾波處理和高斯白噪聲處理后的數(shù)據(jù)能精細(xì)處理外環(huán)境噪聲影響，并生成一組相對應(yīng)的導(dǎo)電織物電阻實(shí)時(shí)變化的波形圖，實(shí)時(shí)顯示于PC端(7)界面，所測的電阻變化為導(dǎo)電織物拉伸過程中阻值的變化。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測量方法，其特征在于，所述步驟4和步驟5中，均值濾波處理為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)平均值濾波的計(jì)算法：

S＝C(1)+C(2)+...+C(N)

A＝S/N

其中，C為采樣值，S為累加器，A為平均值，N為采樣次數(shù)；

所述步驟5中，高斯白噪聲處理是將采集到的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪處理，確保電阻變化時(shí)數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)信息，計(jì)算方法如下：

功率譜密度：其中表示雙邊功率譜密度；

自相關(guān)函數(shù)為：