[發明專利]一種導電織物動態電阻的測量系統及方法

有效

• 申請號: 201810635488.3
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN109001261B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 繆旭紅;蔣高明;李煜天;萬愛蘭;陳晴
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04;G01R27/08
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉;劉秋彤

本發明涉及一種導電織物動態電阻的測量系統及方法，屬于導電材料測試領域。該系統包括對應電阻、一對測試頭、數據采集處理系統和PC端；導電織物與對應電阻串聯，二者構成閉合電路；一對測試頭的一端連接導電織物的兩端，另一端與數據采集處理系統的輸入端相連，數據采集處理系統的輸出端與PC端相連，PC端可顯示實時電阻。該測量方法是針對具有高電阻率的導電織物受力變形過程中產生的隨時間變化而變化的動態電阻進行測量，測試的電阻值范圍為1Ω～2000Ω，電阻變化間隔可精確至0.01Ω，采集頻率可設置在每秒鐘10次至30次。本發明能實現精準的實時監控，同時解決導電織物電阻變化較小，系統采集頻率低、變化細節有遺漏的問題。

技術領域

本發明屬于導電材料測試領域，涉及一種測量導電織物動態電阻的系統，針對具有高電阻率的導電織物受力變形過程中產生的隨時間變化而變化的動態電阻進行測量。

技術背景

近年來，導電材料不斷涌現，市場上基于導電材料的智能設備呈爆發式增長，由于導電材料或織物等具有柔性、易清洗、舒適性高的特點，可全面替代硬件元器件，并應用于各類產品中，因此導電材料及織物受到研究者的青睞。

在測試導電材料過程中，往往會遇到以下三點問題：

1.電阻過大或變化量程過小的問題。目前市場上普通的電子萬用表大都以測量靜態數值為主，當導電材料變化量過小時，材料受環境或其他干擾因素的影響，電子萬用表數值變化不明顯。

2.無法隨時間變化顯示實時測量的特點。尤其針對阻值過大且變化較小的材料，普通電子萬用表采用每秒采集一個數據的方式進行顯示，無法準確連續的隨時間變化顯示出電阻變化的趨勢。

3.采集頻率較低，遺漏細節變化的問題。普通電子萬用表采集頻率較低，不能連續采集每秒鐘的數據，并且受到環境等干擾因素影響，采集數據有遺漏的現象。

鑒于上述的缺點，本發明提供了一種用于導電織物的動態電阻測量系統，可針對具有高電阻率的導電織物受力變形過程中產生的隨時間變化而變化的動態電阻進行測量。相比其他電阻測試系統，該測試系統可實時顯示電阻波形圖，特別針對電阻變化較小的材料，具有很好的測試靈活性，能更加真實、直觀地反映出被測試材料的電阻變化情況，測試結果更有說服力，可滿足柔性智能設備的基礎研究。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種導電織物動態電阻的測量系統。

本發明的技術方案：

一種導電織物動態電阻的測量系統，包括對應電阻、一對測試頭1、數據采集處理系統和PC端7；所述導電織物與對應電阻串聯，二者構成閉合電路；所述的一對測試頭1的一端分別連接導電織物的兩端，另一端與數據采集處理系統的輸入端相連，數據采集處理系統的輸出端與PC端7相連；所述的數據采集處理系統由數據采集電路2、微型處理器3、A/D轉換電路4和存儲器構成，數據采集電路2用于傳輸導電織物被拉伸、恢復時產生的電流變化信號，微型處理器3用于將采集的電流變化信號進行濾波處理，A/D轉換電路用于將濾波后的電信號轉化為數字信號，數字信號儲存在存儲器中；一對測試頭1對經過導電織物的電流進行采集，數據采集處理系統對電流信號進行處理后傳輸至PC端7，PC端7利用串聯電路的性質計算顯示導電織物的實時電阻值。

所述測量系統中采樣周期的計算公式如下：

S＝S₁+S₂

其中，S為采樣周期，S₁為轉換時間，S₂為讀取時間，S₃為采樣時間，1/ADCCLK為時鐘周期。